Sondeos 2

Vista previa del material en texto

APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Perforaci6n a ro†aci6n median†e circuIaci6n inversa
▲aU▲ロEC▲NTADA DIVISO則A D∈T馴TUS
Fig 4,13 BaIsa de decantaci6n. (Fuente ’’Manuai de sondeos. TecnoIog(a de la perforacI6n.’’L6pez Jimeno, C.)
4。7 Emboquille:
La realizaci6n del emboquille condicionara el desarrollo de la perforaci6n del
SOndeo. Debe vigilarse el correcto posicionamiento y verticalidad de la maquma de
Perforaci6n. Antes de iniciarse los trab勾OS, debe comprobarse que el di各metro de
Perforaci6n se corresponde con el contemplado en el proyecto, aSi como que las
tuberias a emplear cumplan los requisitos exigibles.
En ning心n caso debe pemitirse que se reinicien los trabajos de perforaci6n antes del
fraguado completo de la cementaci6n realizada・
5　La recogida de muestras:
En las aplicaciones de investigaci6n geo16gica, las muestras que se obtienen a partir
de la circulaci6n inversa tienen las siguientes caracteristicas:
・ Representatividad.
●　Soncontinuas
●　Escasamente contaminadas.
2480O.Circuiaci6n川VerSa
O2/06/200ら
Pd9InQ 13 de 18
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Perforaci6n a ro†aci6n median†e circuIaci6n inversa
El movimiento ascensional de los detritus se realiza a gran velocidad hasta la
Canalizaci6n de descarga, desembocando en un cic16n (fig lO), que reduce la
velocidad de los s61idos en suspensi6n, arraStrindoIos hacia el fondo, donde son
recogidos en boIsas, en Su tOtalidad, O despu6s de ser fraccionados en un ndmero
Variable de partes iguales (L6pez Jimeno, C. Manual de Sondeos. TecnoIogia de
Perforaci6n. Editado por el autor. 1999).
EI cuarteado o fraccionado de la muestra se basa en la necesidad de reducir el gran
VOlumen de detritus que se produce con la circulaci6n inversa para hacerlo mas
臓刷。鼠
叩きS†肌!肌l〔S丁亀人
の∈DUOOA P亀博qp人し
rO魅AMU∈S▼凡人
Figu「a lO. Sis(ema de toma y divisidn de muestras.
man匂able.
Los sistemas de divisi6n de la muestra m各s simple son los siguientes:
Cic16n auxiliar de menor tama育o, que Obtiene una muestra reducida. Se aplica sobre
material seco.
Cuarteador simple o en cascada, que Pemite obtener 2, 4 u 8 fracciones a partir de l,
2, 6 3 cuarteados sucesivos. Puede operar con muestras h竜medas o secas.
Finalmente el giratorio dispone de un sector toma muestras que se intercala a
intervalos regulables en el flujo de los detritus. Es apropiado para muestras hdmedas・
6 lnyecci6n deaireen agua:
EI sistema de perforaci6n por circulaci6n inversa utiliza la inyecci6n del aire
comprimido (fig l l), COmO fuente energ6tica para la elevaci6n de un fluido, COmO eS
el agua y los detritus arrancados en el avance del sondeo.
El m6todo de operaci6n consiste en inyectar aire comprimido en la parte inferior de
una tuberia sumergida en agua. AI penetrar en la tuberia, el aire se transfoma en
burb可as que ascienden por el interior del varillaje, elevando el fluido y los detritus
en funci6n del volumen de aire contenido en el mismo y descargindose sobre una
balsa en su parte superior.
24800.CI「CuIGCi(症inve「s○
○2/06/2○○6
Pd9高Q 14 de 18
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Perforaci6n a ro†aci6n median†e circuIaci6n inversa
La inyecci6n de aire produce una diferencia entre el peso espec沌co de la columna de
agua extemos a la tuberia y la mezcla existente en su interior’PrOduciendo como
consecuencia un movimiento ascensional de la mezcla agua, detritus y aire.
Finalmente, y COmO reSumen de la perforaci6n a circulaci6n inversa con myeCCi6n de
aire, Se reCOgen Seguidamente los criterios aplicables a la perforaci6n de grandes
diametros:
1. La velocidad de penetraci6n es unぬotor importante para deteminar el caudal
del fluido que se debe hacer circular por el sondeo.
2. Las dimensiones de la manguera, el cabezal y la barra de arrastre, en el
SuPueStO de emplearse, hay que deteminarla en base al fluido de perforaci6n,
1os detritus y la velocidad de descarga del aire a 5/s
3. En cuanto a las dimensiones del captador, eStin condicionadas por el fluido
de perforaci6n, los detritus y la velocidad de entrada del aire comprimido a 3
m/s.
4. En el caso de que no haya profundidad suficiente para poder trabqjar con una
SumerSi6n de1 50 %, Se Puede acortar la tuberia supehor (L6pez Jimeno, C・
Manual de Sondeos. TecnoIogia de perforaci6n. Editado por el autor. 1999)・
TABしA 2. Secciones minimas de entrada y descarga para …a Velocidad de p釦如acj帥e_1.5.皿Ih.
DIAMETROB(光A(mm) �914.4 �1.219.2 �1524.0 �1.828.8 �2.133,6 �2.438.4 �3008,0 
CAJDAI_OECIRCUしACIONWs) �22.7 �30,3 �37,9 �45.5 �53.0 �60.6 �75.7 
Cauゐia蒔(正価画 �3.7 �4.9 �6.2 �7.4 �8.7 �9.9 �12.4 
0冶爪e内臓SC打製(爪爪) �153.4 �177.3 �198.1 �216.9 �2こ均4 �250.7 �280.2 
152,4 �176.0 �(96.6 �215.4 �232.7 �248.7 �278.1 
Cau伍Ia蒔(m加∩) �1.8 �2.3 �2.9 �3、5 �4.1 �4.6 �5.8 
D冶爪eか0めsc打製(爪m〉 �120.1 �138,7 �1:札2 �169.9 �183,6 �196.3 �219.5 
0冶くりeけOe両∂da(爪m) �116.1 �1蜘∵1 �149.9 �164.1 �177.3 �189.5 �211.8 
Caudalai「e〈m,/mln〉 �4.4 �5.8 �7.2 �8.7 �10.1 �11.5 �14.4 
Dia爪eけ0くわ気a(9a(爪m) �162.8 �187.7 �200.8 �229.9 �248‥2 �265.4 �296.7 
DlaJiletrOenhada〈mm〉 �147.6 �169.9 �1駄).9 �之08.3 �224,8 �240.3 �268,7 
CaudさIa唯(m畑∩) �2.2 �2.9 �3.6 �4.3 �5.1 �5.8 �7.1 
DlametrOdesca「9a(mm) �127.8 �147.3 �164.6 �100.3 �196.1 �209.8 �232.7 
DiameけOe巾a働くm) �113.5 �131.1 �146.3 �160,3 �173.7 �185.7 �206.8 
Ve10CidadIadlalV.(m/mln) �57,0 �75.9 �95.1 �114,0 �133.2 �152.1 �190.2 
A76nhdelap釘-(飢a �22.9 �21.6 �21.0 �20.7 �20.4 �?0.1 �19.8 
Partiendo de estos parametros de la tabla 2 (L6pez Jimeno, C. Manual de Sondeos・
TecnoIogia de perforaci6n. Editado por el autor. 1999) se puede llegar al
establecimiento de los equlPOS adecuados en su magnitud minima, Para 11evar a cabo
unos sondeos de dimensiones deteminadas, y POr OtrO lado, COnCluir en la necesidad
24800.Ci「cuIQCi(症inve「so
O2/0ら/200ら
Pd9inQ 1うde 18
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Perforaci6n a ro†aci6n median†e circuIaci6n inversa
de m句orar los dise充os del careado de los rodi11os y del o揃cio de entrada del flujo
en circulaci6n (L6pez Jimeno, C. Manual de Sondeos. TecnoIogia de perforaci6n.
Editado por el autor. 1999).
Algunas maqumaS uSadas en perforaci6n con circulaci6n inversa son las sigulenteS:
・ Hidrofresadoras. Se trata de un sistema de perfo-eXCaVaCi6n con circulaci6n
inversa de lodos, utilizada para la construcci6n de b勾antes, PaSanteS, murOS
Panta11a, etC. Excavan sin producir impactos ni vibraciones, 1o que las
COnVierte en maquinaria ideal para areas u血anas.
●　Perforadoras hidrfulicas para la captaci6n de aguas. Pueden efectuar sondeos
y pozos a circulaci6n inversa. Tambi6n pueden realizar sondeos con ma正11o
en fondo. Ademas trabajan con bombas de lodos o bombas de agua-eSPuma,
Segun sea el equipamiento de que se dote a la perforadora. Suelen tener un
Sistema de avance por cilindro hidrfulico y cabrestante. La cabeza de
rotaci6n tiene un paso interior para poder utilizar circulaci6n inversa
(www∴Obl●aCiヽ宜com/dil・CCtOrio/maquinaria.htm).
7　Controles de obra en sondeos de captaci6n de
agua a circuIaci6n inversa:
Es un factor importante en toda captaci6n de agua, aunque Suele quedar relegado a
un segundo t6mino, aPlicar m6todos de vigilancia y control de la calidad.
Se deben tener en cuenta los aspectos prdeticos de mayor inter6s a la hora de
implantar un control en la perforaci6n de sondeos a circulaci6n inversa, COmO Ios
referidos a la selecci6n del emplazamiento, PerSOnal adecuado, materiales a utilizar,
PreVenCi6n de la contaminaci6n, balsas de lodos, emboquille, engraVillado,
desarrollo, enSayOS de bombeo, registro de video y fin de obra.
Las medidas de vigilancia y control deben ser contempladas desde la fa・Se inicial de
anteproyecto y deben deta=arsejunto a la selecci6n de m6todos de perforaci6n,
PrOfimdidad, tipos de tuberia, etC., Para aSegurar el control de calidad de la obra en
todas sus facetas. Un control de calidad bien planificado y ejecutado no es un
SObrecosto imecesario, Sino que es la dnica garantia existente para mqorar la vida
dtil y eficiencia de un sondeo. En un sondeo bien construido y desarrollado se
248OO.Circuiaci6ninversa
O2/06/2○○6
Pd9Ina lらde 18
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Perforaci6n a ro†aci6n median†e circuIaci6n inversa
amortiza en un periodo muy corto el sobrecoste ocasionado por la aplicaci6n de
Criterios de calidad y control de obra.
La tendencia actual, en la construcci6n de sondeos para captaci6n de aguas, eS
realizar obras cada dia mas profundas, eXigiendo grandes diametros de perforaci6n y
entubado, COn lo cual es mas importante el control de calidad de las operaciones
(Le6n A., Femindez R., Baquero J.C. y Lorca D. Controles de obra en sondeos de
CaPtaCi6n de agua a circulaci6n inversa・ Aguas subterrineas y abastecimiento urbano
ITGE. Pags. 71-84).
En la slgulente tabla se indican las principales fases y controles a realizar durante la
qecuci6n de un sondeo a circulaci6n inversa:
「でo高下ROL古書
‾‾‾‾ト‾　‾‾‾　‾
Emp l azami ento
Selecci6n de
PerSOnal y
materi ales
Prevenci6n de la
COntamlnaCIOn
Preparaci6n de
balsas
Seguridad del emplazamiento para los operarios. Posibles pe叩CIOS a l
霊等霊詣嵩謹言豊誓言盤‡.Sumlnistro de‾ ‾ ‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾-‾ ‾ ‾ ‾‾‾‾‾‾ ‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾「
Tumos de trabajo. Responsables de obra. Medidas de seguridad e
higiene. Estado de los materiales y maqumarla a emPlear.
Disponibilidad de tuberias, barras de carga, herramienta de corte,
grava,etC∴ ○○_　_　　　　　　　　　　　　　　　」
P6rdidas de aceite o combustible, aPiles de materiales, reSiduos, etC.
Dimensiones. Impemeabilizaci6n. Circuito de circulaci6n de lodos.
Perforaci6n
Engrav川ado
Desarrollo
Ensayos de
bombeo
Registros de
video
Fin de obras
Diametros. Tuberias. Cementaci6n en cabeza.
Sarta y herramientas de corte. EmpLbes sobre la sarta. Control de
lodos. Limpieza de balsas.
Tipo, tOnelaje y calidad de la grava. Introducci6n del empaque.
M6todos a emplear, Introducci6n de aditivos.
Evoluci6n de niveles y caudales. Parametros fisico-quimicos. Toma
de muestras
Estado y disposici6n de la tuberia. Calldad de soldaduras. Estado del
empaque. Nivel y flLjos de agua. Mezclas de aguas de distinta
calidad.
Desinfecci6n. Cementaci6n y cierre del sondeo. Restauraci6n del
terreno. Informes.
Si durante de la fase de perforaci6n se producen averias que impidan continuar con el
PrOCeSO, Se Vigilar各que no se interrumpa la circulaci6n de lodos. Tambi6n hay que
evitar que se introduzcan en el sondeo aditivos no autorizados para los Iodos.
Para prevenir desvios y retrasos en la perforaci6n es necesario supervisar que el
empuJe SObre la sarta sea correcto, impidiendo que el reparto de pesos sobre ella sea
inadecuado. Tambi6n se ha de controlar que se usan barras de carga con di各metro y
PeSO aPrOPiado, que los血iles de corte est6n en buen estado y existan repuestos
Suficientes y que la sarta de perforaci6n no tenga tuberias defomadas, tengan las
roscas en buenas condiciones y no existan fugas del aire myeCtado para la extracci6n
24800.Ci「cuIoci6n inVe「SO
O2/06/2006
Pd9inQ 17 de 18
APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
Perforaci6n a ro†aci6n median†e circuIaci6n inversa
de lodos (Le6n A., Femindez R., Baquero J.C. y Lorca D. Controles de obra en
SOndeos de captaci6n de agua a circulaci6n inversa. Aguas subterrineas y
abastecimiento urbano ITGE. Pags. 71-84).
Durante la operaci6n de engravillado, Se PreStara atenCi6n a que no se produzcan
Paradas, a que la grava se introduzca lenta y regulamente con o sin adicci6n de
dispersantes de arci11as y a que no entren en el sondeo cuerpos extra充os.
Durante los ensayos de bombeo debe comprobarse que las medidas de caudal y nivel
SOn realizadas correctamente y supervisar las variaciones del nivel de grave del
empaque y acomodar los caudales a extraer la respuesta de cada sondeo.
Una vez realizadas las operaciones anteriores, Puede cementarse el espacio anular
COmPrendido entre las tuberias de forro y emboquille. En esta operaci6n hay que
COmPrObar que se alcance la profundidad fijada, que nO Se SuPera la cota m寂ima
indicada por el proyecto, y que Se deja suficiente tiempo de fraguado.
Posteriomente debe supervisarse que el sondeo se desinfecte con hipocIo正o s6dico,
y se instale una tapa en su boca, COn O助eto de evitar accidentes e impedir que calgan
CuerPOS eXtra充os a su interior (Le6n A., Fem各ndez R., Baquero J.C. y Lorca D.
Controles de obra en sondeos de captaci6n de agua a circulaci6n inversa. Aguas
Subterrineas y abastecimiento urbano ITGE. Pags. 71 -84).
8　BIBLIOGRAFIA
l. L6pez Jimeno, C. Manual de Sondeos. TecnoIogia de perforaci6n. Editado
POr el autor. 1999.
2. Le6n A., Femandez R., Baquero J.C. y Lorca D. Controles de obra en
SOndeos de captaci6n de agua a circulaci6n inversa. Aguas subterraneas y
abastecimiento urbano ITGE. Pags. 71 -84.
3. WW′Ⅵ∴Obl.aCi¥′江com/dil・eCtOrio/maquinaI・ia.htm
4. Sondeos. Apuntes aslgnatura. Curso 2003-2004. ETSI Minas. UPM.
2480O.Ci「culacI6n lnVerSa
O2/06/200ら
Pd9-na 18 de 18
APUNTES DE SONDEOS Ver 20O4-11
丁「iconos
CAPITULO III SONDEOS DE HIDROCARBUROS
TRICONOS
Tabla de contenidos
1　Introducci6n
2　　CORONAS DE DIAMANTES
2.1　Tipos de diamantes
2.2　　Partes de una corona
2.3　　Perfil de las coronas
3　　DIAMANTES COMPACTOS POLICRISTALENOS
3.1　Pasos de Agua
4　CRITERIOS DE SELECCIONDE CORONAS
3OOOO.Coronas de dIaman†e
O2/06/2006
Pd9用Q l de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Triconos
1 Introducci6n
Las coronas son血iles de perforaci6n capaces de cortar el terreno en una superficie
de corona circular y que pemiten independizar de los macizos rocosos de cuerpos
Cilindricos de roca llamados testigos.
Los tipos de corona que se utilizan se clasifican gen6ricamente en dos grupos:
COrOnaS de diamantes y coronas de metal duro.
2　CORONAS DE D音AMANTES
2.1 77pos de diamantes
Los utiles de perforaci6n para obtenci6n de testigos son en la actualidad las coronas
de diamantes.
El diamante es un mineral compuesto de carbono cristalino, fomado a altas
PreSiones y temperaturas en e=nterior de la tierra, COn una densidad, Cuando son
PurOS, entre 3,51 y 3,53 y con la durezamas grande que se conoce (10 en la escalade
Mohs). Esa dureza, junto con la alta conductividad del calor y bajo coeficiente de
fricci6n, hacen que el diamante sea un material muy adecuado y efectivo como
elemento de corte en las bocas de perforaci6n.
Los diamantes naturales se encuentran en dos tipos de yacimientos: kimberlitas, O
estructuras en foma de chimeneas y aluviones.
Los que se emplean para la fわricaci6n de coronas son los denominados diamantes
industriales, que POr SuS imperfecciones, manChas, grletaS O COIor oscuro no se
3〇〇〇〇.Co「onGS de diqmQれ†e
O2/0ら/200ら
Pdg'na 2de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「jconos
emplean enjoyeria. Tambien se emplean, Cada vez mas, los diamantes sint6ticos,
comenzados a fabricar en 1954 por la General Electric.
La calidad de los diamantes naturales esta deteminada por su apariencia fisica y
foma. Un diamante de alta calidad tiene una foma angular obtusa, unifome y es
transparente, Sin inclusiones o manchas. Un diamante de baja calidad tiene una foma
irregular con esqumaS redondeadas y presenta muchas manchas o inclusiones.
Los diamantes se han clasificado atendiendo a su estructura en cuatro grupos: West
African Bortz, Congos, Ballas, Carbonados.
Los carbonados, algunas veces llamados carbonos, SOn diamantes casi negros o muy
OSCurOS, COnStituidos por peque充os cristales entrelazados y mezclados. Poseen una
alta tenacidad frente a los choques bruscos y fueron los prlmerOS que Se utilizaron en
Perforaci6n, aunque hoy en dia casi no se utilizan. Se encuentran solamente en
BrasiL
Los diamantes Ba11as son un tlPO mtemedio entre carbonos y diamantes cristalinos.
Son esfericos, eXtremadamente duros y dificiles de exfoliar. Se emplean muy poco
COmO diamantes de perforaci6n.
Los diamantes Congo suelen ser redondeados en sus fomas y con las superficies
aparentemente picadas" Tienden a romperse a trav6s de fracturas intemas. Se utilizan
actualmente de manera muy ocasional.
Los diamantes denominados Bortz, PrOCedentes de Sudafrica, SOn los que mas se
utilizan para fabhcar血ilesde perforaci6n. Suelen ser translucidos, COn COIores que
van desde el blanco, hasta el negro, PaSando por el amari1lo, aZul, Verde y rq】O, COn
SuPerficies opacas, Planos disIocados y superficies rugosas. Estos diamantes pueden
ser thturados o procesados para obtener otros con fomas mas unifomes y
POli6dricas, que SOn maS adecuados para la perforaci6n.
Los diamantes sint6ticos o a正ficiales son producidos a partir de grafito, al que se le
SOmete a altas presiones y temperaturas.
Los diamantes de este tipo son muy adecuados para fabricar coronas de concreci6n o
impregnaci6n, POr SuS tama充os y fomas mas regulares y por su mayor resistencia.
La unidad de medida de los diamantes es el quilate, nOmbre que proviene de una
leguminosa semilla de algarrobo. Posee un peso constante’Cada quilate equivale a
O,2 gramos.
Los diamantes no tienen la misma dureza, POr lo que con una medida de la densidad
se puede precisar su valor econ6mico. Cuando la densidad esta comprendida entre
3,1 y 3,2 g/cm3 son tambi6n de buena calidad y por deb年io de 2,9 g/cm3 la calidad es
mala.
El tamafio de los diamantes se expresa en piedras por quilate (p.p.q.), que indica que
el numero de piedras que entran en O,2g, eS decir en l quilate.
30000.Coronas de dlaman†e
O2/0ら/2006
Pd9高Q 3 de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 20O4-11
丁「icono5
RANGODETAMA内0S �VALORMED10 �TAMA内ODE」DIAMANTE 
(P.叩i) �(P卑q・) �(m白l) 
6-10 �8 �2,49 
10-15 �12 �2,16 
15-25 �20 �1,80 
25置35 �30 �1.60 
35-45 �40 �1,47 
45-55 �50 �1,37 
55-70 �62 �1,22 
70・90 �80 �1.12 
90-100 �100 �1,0了 
100-130 �120 �1,02 
露 �∴二㌧:∴∴工 ��ふ・’萄 〇・裟,、一章 �¥:適 ・¥予・J �宰’ ∴i- ′i 幾 く蓄 !霧 ′一→∴ �音臆も¥■ ∴∴∴ 格言 �/ :∴ ヾ“ヾ 菅 唾 �二十 ∴∴言 ���箋 壷 �1.diamantesdeSudafricaconalta 
resistenciaaldesgaste,fomas 
POli6dricasymuyadecuadaspara 
Perforarfomacionesabrasivasyduras. 
「言,』、、 ��� �∵一∴ 》’ ㌦ 言 い ‡ �‾∴　　ノウ‾ ��, ∴ ヾ∴ ¥∴音 �ふた .:‡草 子∴ 鵡 ∴ト: �`豆 ∵∴ ト、 素 意: 
↑) 言 � �証言∵斗∴ ���、鮮 
薄i子年瀞i・二 ��二∴:阜〕∴ � ��1’ヽ種ノ’ ��曇二〇緩く 
富子∴子∴ 上空や �高言言冶管掌壷 �������と ���亭 �2.diamantesprocesadosdealtacalidad. 
音ふ“ �ヾ予専売 �ヾ/-Y 　　ヾ∴∴■∴ ���ふ、臆、子 ,●言、 ������Adecuadosparaperforarfomaciones 
‡・山.ナ �ふi“:、1ふ_写 ��′′l �∴〇、∴ ��片雪 �� ���、、シ! ∴ヽ 甑 」! 空 言も ;ノ, �durasymedias. 
鼻　音‾1 �手¥∴子 ��ざ〇、こ �もで 義’ � �㌧言+ ��∴- 専・ 
ノ,ヽ ��i音　.†ノン、 �.ナ二・¥音 ン’、 ��詳‡ �� 
:,件 
土∵、」騨葛- ��� ��∴」や:∴ 
車 、誇.・ :寸言∴ ・予 定中 東 �ー.・拝’ ∴一輸∴子 守 ��;∴中子「-: 子∴尋∴予言 嘗単“:’ 亨言草 �����千丁、∵ ÷∵ ;翫 尋 や �3.diamantesprocesadosdebuena 
Calidad.Adecuadosparaperforar 
formacionesblandasamedias. 
30000.Co「onqs de diO爪On†e
O2/06/2○○ら
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「i conos
No soIo la dureza detemina la elecci6n de un diamante para que trabaje
COrreCtamente en fomaciones heterog6neas fisuradas, Sino que es necesario que
POSea una buena resistencia al choque, ya que eS un Cristal facilmente exfoliable.
2.2　Partes de una COrOna
Desde un punto de vista constructivo en una corona se pueden distinguir dos partes:
el cuerpo y la matriz.
1
E賞cuerpo es la parte de acero que por medio de una rosca en un extremo se une al
tubo sacatestigos.
La matriz es la parte de corte donde van coIocados Ios diamantes. Es de carburo de
tungsteno con peque充as cantidades de otros metales.
La coIocaci6n de los diamantes en la ma血z tienen una gran trascendencia. Seg血su
Orientaci6n, el diamante resiste muy bien o se rompe. Este fen6meno se debe a las
3OOOO.Coronas de diaman†e
O2/06/2006
Pd9InQ 5 de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 20O4-11
丁「iconos
PrOPiedades cristalogr猫cas de los diamantes, POr lo que es impo巾ante orientar estos
Segdn su cara dura como superficie cortante.
Segun el tama充o y disposici6n de los diamantes en la matriz, las coronas se clasifican
en dos grandes grupos:
・ COrOnaS de inserci6n, fabricadas con diamantes cuyos tama充os se encuentran
entre lO y 80 p.p.q. y engarzados en la superficie.
・ Coronas de concreci6n o impregnaci6n, COnStruidas con diamantes con
tamafros mayores de lOO p.p・q. EI poIvo de diamante se encuentra mezclado
con el material de la matriz formando un todo.
p∈鼠「iし
La matriz de una corona debe ser de tal naturaleza que no se fracture, que Se una bien
al cuerpo de acero y que tenga una resistencia al desgaste que pemita a los
diamantes estar siempre en contacto con la roca. En las coronas de inserci6n se
PreCisa una resistencia a la abrasi6n alta para que los diamantes no se desprendan y
en la coronas de concreci6n la dureza adecuada para que, a medida que avanza la
Perforaci6n, Su desgaste d匂e al descubierto nuevos diamantes.
Las coronas de inserci6n, en teminos generales se suelen aplicar en trabajos sobre
fomaciones blandas a semiduras, mientras que la de concreci6n se utilizan
fundamentalmente para atravesar rocas de dureza media a muy dura o fomaciones
muy fracturadas, en las que la perforaci6n resulta dificil. Estas coronas presentan
SObre las anteriores dos ventdyas: SOn menOS delicadas que las de inserci6n y
PreSentan un COSte de adquisici6n inferior・
En la siguiente tabla se indican los tama丘os de diamantes recomendados para
Perforar diferentes tipos de roca.
3OOOO.Coronas de diaman†e
O2/0ら/2○○ら
Pd9IれG 6 de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁riconos
丁旧OD巨ROCA �ESTADODELAROCA �TAMANoDELOSDIAMA「JTES 
JLTRADURA Jasp面a　　Hier「o �丁od〇時o �No「eoomendado 
Cuarzo　　　　　　Siiex ��Usa「co「0[aSdeconc「eci6n 
MUYDURA C鵬「C煽　GneisC「a高く0 Rioli【∂　DIO「itaPd[胸o �Compe(飢(e �70/90 �45nO 
F「ac山「ada �55/70 �45I55 
DURA A〔des厄∴∴∴∴B台sai(0 Gab「o　DoIo「樋 �Compe(ente �55nO �45iう5 
F「ac山「a �45I55 �35145 
IviEDiODURA DoIom座し而0=橘巨s叩-SめS AJeniscaPegmatlta �Compe如くe �45/55 �35145 
F「actu「a �35145 �25!35 
Bし止NDA Piza「「a　　caliza �F「ac山「a �25I55 �15125 
MUYBLANDA A「c肱　Yeso Tal∞　　PoIasa �丁od〇時0 �10!15 �6月0 
2.3　Pe所l de /as coronas
EI perfil de las coronas es muy lmPOrtante debido a su influencia sobre la velocidad
de penetraci6n, desviaci6n de los barrenos, Vida de los dtiles, y tambi6n coste del
metro perforado.
En el mercado existe una gran gama de perfiles, Siendo Ios m各s comunes Ios
representados en la tabla sigulente:
3OOOO.Coronas de diaman†e
O2/06/2006
Pd9inQ 7 de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
3　D音AMAN丁ES COMPAC丁OS POL音CR音S丁ALINOS
A finales de los a充os 70 la General Electric fa心rico Ios pnmeros Diamantes
Compactos Policristalino-PDC, Obtenidos a partir de una masa de particulas muy
finas de diamantes sinterizadas b砧o presiones extremas, y en foma de plaquitas
STRATAPAX que se montaban sobre unas bases de carburo de tungsteno cementado
fomado a altas presiones y temperaturas. El material compuesto resultante posee una
resistencia a la abrasi6n excepcIOnal con una alta resistencia a los impactos.
30000.Co「°nQS de diQ爪qn†e
O2/06/2006
Pd9間0 8 de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
PASTILLA PDC
S盲CCIO州∴X-×
PASTILLA DE
PROTECClON
En 1981 se introdujeron unos nuevos diamantes policristalinos en los dtiles de
Perforaci6n. Este nuevo material, denominado GEOSET, eS eStable t6micamente
hasta los 1200OC en un ambiente no oxidante, y eSta disponible en tamafios desde
O,005 hasta O,18g (0,025 a O,9 quilates) con fomas de prismas triangulares,
Paralelepipedos y cilindros.
La variedad de fomas y tama宜os de estos diamantes proporciona una gran
versatilidad en sus usos. Se emplean en la perforaci6n de rocas blandas a medias.
Para una misma fomaci6n rocosa, Se ha demostrado que las velocidades de
penetraci6n con coronas fabricadas con diamantes PDC son mayores, que las vidas
de esos血iles aumentan y que los costes totales por metro perforados son menores
que los conseguidos con coronas convencionales de diamantes sint6ticos a naturales.
3OOOO.Coronas de diaman†e
O2/06/2006
Pd9inG 9 de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁riconos
CORONASCONDIAMANTES �CORONADEiNSERCiONCONDIAMANTES 
GEOSET(NQWL) �NAT〕RALES(16/30p・Pq〉 
Veioc焼ddep飢e庇C冶∩ 画面m叫 �450一十000 �300 
音囲a冊油a(m) l 十〇[g他dpe由るdapo「 予eie、10(爪) Cos剛epe「十〇「ac部面ai 砕申 �700 �585 
90 �55 
」0,6 �15,了 
3OOOO.Coronas de diaman†e
O2/06/2○○6
Pdglna lO de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
4　PasosdeAgua
Todas lascoronas disponen de pasos de agua consistentes en canales superficiales
que van de la pared intema a la extema, PaSando por el frente de la misma con el fin
de que la corona se refugere. Pueden ser profundos y estrechos o, al contrario, 1argos
y poco profundos, Siendo esta segunda disposici6n preferible para los diametros
grandes y la primera para los peque充os pero no existe un criterio unico・
El numero de pasos tambi6n esta en funci6n del disefio de la corona y del tubo
SaCateStlgOS・
Las coronas de concreci6n presentan unos pasos de agua mas profundos ya que su
matriz va perdiendo espesor al ir perforando, COmO Se indico anteriomente.
Existen coronas con pasos de agua especiales, COmO las llamadas de descarga frontal,
COn las que se evita el contacto entre el fluido y el testigo, eVitando asi su deterioro,
SObre todo cuando se trata de fomaciones blandas de dificil recuperaci6n.
囲　　肋
「　　　　‾一一‾ヽ　　　-.臆.「,タ。 √ 「′ノ　′ノ了ノンナ
仕・一-　〇一““‾-“ ‾‾二蛍一千二二.。
臣〇〇 ・一一○○〇・〇 〇,・′′
て__〇二二′一- - /
Ilustraci6n l Formas de los pasos de agua
5　CRI丁ERIOS DE SELECCION DE CORONAS
A la hora de seleccionar una corona, eS PreCiso tener en cuenta los siguientes
factores:
1.- Velocidad de rotaci6n incorrecta
Si la velocidad de rotaci6n recomendada no puede alcanzarse con la sonda:
・ La corona, Si es de inserci6n, deberatener diamantes grandes y de alta
calidad.
30000.Co「onas de dlaman†e
O2/06/2006
Pdgina llde 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
丁「iconos
●　La corona, Si es de impregnaci6n, deberalener una matriz resistente al
desgaste o cambiarse al tipo de inserci6n.
Si la velocidad de rotaci6n es demasiado alta
・ Se deberin usar diamantes mas peque缶os de los nomales para coronas de
・ y una matriz mas blanda en las coronas de impregnaci6n・
2.- SOnda con fuerza de avance insuficiente
Si la sonda no puede proporcionar el empしUe reCOmendado para la corona
seleccionada:
・ la corona, Si es de inserci6n, debera tener menos diamantes pero mas grandes.
・ La corona, Si es de impregnaci6n, debera ser:
a. de una matriz mas blanda
b. cambiada por una corona de pared m各s delgada
C. Cambiada por una corona de inserci6n
[∴ 〕 coRONAS DE CONCRECC10N
:¥二二!coRONAS OE INSEqCClON
’二三コCORC)NAS D∈ CA88URO OE TuNGS「ENO rBiTURADO
こ理coRONAS 。E CARBuBO DE TUNGSTEN0
3.- formaciones duras y fracturadas con varios grados de dureza
debera usarse una corona de impregnaci6n con matriz resistente en desgaste
reforzada o una corona de inserci6n con diamantes peque充os de alta calidad, 90p.p.q.
y matriz resistente al desgaste.
4.- fomaciones extremadamente granuladas o pulimentadas
nomalmente se usaran coronas de impregnaci6n y tubo saca testigos de pared
delgada.
Si a pesar de esto se mantiene un reglmen de penetraci6n reducido’deber各emplearse
una corona de impregnaci6n especial o en casos muy extremos una corona de
inserci6n con diamantes peque充os: 90p.p.q. La duraci6n se reduce con este tipo de
COrOnaS.
5.一barrido de aire
las coronas de impregnaci6n no pueden usarse cuando el medio de ba正do es aire.
Se tendrian que usar coronas de carburo de tungsteno de gran tamafio (mayor
diametro de lo nomal) o de inserci6n con un tubo sacatestigo apropiado.
3OOOO.Coronas de diaman†e
O2/06/2○○6
Pd9…0 12 de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
丁「iconos
La velocidad de rotaci6n recomendada debera ser reducida para evitar vibraciones y
quemar la corona.
Finalmente, en la siguiente tabla se indican los campos de aplicaci6n de cada tipo de
COrOna, Pudiendo utilizarse como guia de selecci6n.
G只UPO � �DU臓義人 �C〇月o卜いS　Dlこ ���〔SP∈Ci「心C○○N〔S〇年し人SCO京かしきS ���������������〔刈$小i一 C…雌S 
ロ[ Dし嬢〔- Z▲ �0こ　し人　肌 �▲戸俄OXi山人- �CI、尺8U陣O　Oと ���0し…Y　　　　　　　　　O爪印、∴∴∴× �������� ���e 
〇人Dとし▲ 欝OCA �世トicS了〔‖0 ���CO敵)トしきぶD〔既SER-今同調と尺▲「 仁心NO〔D人肌州で　S〔し王C了▲∴∴∴0 ��������0いeORけ 
c仙帥凸各SDE　　こC○州d川ぐ▲∴胃 峡人鶴川で忙: ��������)↓l鋤ON　O⊂　0い」u人卜汀〔 
丁C �c○RBO帥e ��u▲丁Riヱ �� ������議▲「費IX �������丁C ��c鮒戸 各種 �H �上I �20 �30 �50 ��90 �H日 ��H周 ���×S 
1 �人膚CiししA Cβ⊂D人 命¥UZ∧臼しINDA Y亡与O 丁OBA∴>O」C人間〔Å �卵く)CAS 8いNDAS �箋 � � � � � �† 1 � �l う �� �! ��’l i �� ���亨二 に 亨: �) �も l 
2 �∧ヌ〔NA pセム露R人 高ARC< S入し いi〔」O �臼OCAS 臼し▲州Dノミ.S OS〔いi- DU鵬 縦帯 �認 � � � � �1 ! � � � ��) ���l ��l~ 1 i ����1 」 1 ) ! i � 
う �A只〔掴SC▲B因ロA Pi乙へRRA PIEC)RAARCILLOSA �廉OCAS Sとこ川上 ひUlひSト」0 A且臥SNノミS � � � � �r.i∴●.● 予言∴’.● だ.●∴● 川窪 �離 � � � �� ��! ���� ��� � �i 雪 目 で 葺 l 
4 �人R∈博SCAS〔帥DU尺A ROCAS⊂D問[N「A廉い A」U.小ON じ暮しC直人 �R○○へS S⊂聞DU! AB鼠人S付AS � � � �薫 篭 絡 癌 .’ここ, 薬 ..〔ヒ. ∴。、 :」・ 葦 麗 �� �蔦三 �� �●.・l ∴弐 �( ��… I � �三三! 葦 �竃 ���) ! ��当 
○○ 
5 �Cム」はA　CCN∴〇〇〇〇山人 �RC鎚 0しI尺AS」上 G〔鼠∧い[N了 ふさ尺ASれI∧S �∈ � ���� ���溝 �� ����� ��� ��○ 
6 - �「SOしI与丁O寝iC人質○ (卦しけ人らiUCひ0∪船 山人手議OI一 A州D〔Si丁< Dし人臣入SA 既4CN〔「I「A �々OCAS つ∪;!入SNC .人跡ひSNA占 � �1 ����i ●l 引) ��I’二二 � �i 那‥ ��瑳 ��I ���緋 �●..∴●.’t � ��㌦’. 」 :一言子 
割 嘉 i:薫 �た.∴-.’ 章i: i:・:・・1 ‥.・●` ・二子:∴ ?,●∴’.● ���) 
7 �E印し:iSTO調「「A日蝕「CO C畦iS C恥I千〇 」とP用A 帥重乱丁O DiOトii丁A 会場PO P無口○○ I(葛OしけA 了以○用丁A �賞Oぐ人S いし「了 DUR八三 � � ����:;i �i i ��1 ����� �鶉 �1 )† ��� ��! i し 
.l●∴ 三笠 “i..ご りiI∴・ �� ��� ���’∴’∴.■ 
8 l �丁ACONi丁A R∝.尽SCO卜1事)膚i丁< Hこ博丁汀A帥川Dひ皿A �ROCA与 山J、了 煩う「iAS「1IAS �( † ( ����; � � ��l.∵二二. 「.’∴●∴ Iふi÷. �� �樟三 �� ��i �� � ��臆 
30000.Coronas de dlaman†e
O2/0ら/2006
Pd9inQ 13de 13
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
CAPITULO IV SONDEOS TESTIGUEROS
Corona de widia
Tabla de contenidos
Corona de widia
1　Materi al
2　Tiposdecoronas
3　　VENTAJAS E INCONVENIENTES
4　Aplicaciones
5　　PARAMETROS DE PERFORACION
6　　FLUIDO DE PERFORACION
7　　BIBLIOGRAFIA UTILIZADl!
31OOO.Coronas de W工D|A
O2/06/2006
Pd9高G l de lO
APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
Corona de widia
Corona de widia。
1　Material
A continuaci6n trata sobre un tipo de coronas, en COnCretO Ios denominados coronas
de carburo de tungsteno o tambi6n conocidos por el nombre de coronas widia.
Comenzamos enunciando varias definiciones del material denominado tungsteno, ya
que, Se trata de un material que no tiene una composici6n fija. Esto es debido a que
dicho material es resultado de las necesidades que tiene el fabricante, eS decir, Segun
las aplicaciones que se le quiera dar se confoma el tungsteno de acuerdo a las
PrOPiedades exigidas mediante la inserci6n o eliminaci6n de algunos minerales.
En 1925 el alemin Osram descubri6 un metal cuya dureza solamente es sobrepasada
POr el diamante. De ahi viene su nombre de widia (wie diamant = COmO el diamante).
Widia es el carburo de wo岨amio, afiadiendo cobalto en un lO% para que sea
resistente al choque.
1O Definici6n:
“Material de naturaleza metalica y dureza casi igual al diamante, de ahi su nombre
Widia (del alemin; Wie diamant= COmO el diamante)・ Compuesta por una aleaci6n
fibradade: 6,1% Co ; 87,4 % W ; 5,7 % Ca. Y destinado aherramlentaS.’’
2O Definici6n:
“Metal aglomerado de carburos metalicos puros especialmente W, Ti, Tn, Mb・ Con
una materia de uni6n a base de Co o Ni, Cuya COhesi6n se ha realizado por fritado
(Sinterizaci6n).’’
Se entiende por sinterizaci6n o fritado la aglomeraci6n de productos tratados para
COnferir cohesi6n y rigidez.
Es un material que debido a sus caracteristicas y propiedades que comentaremos mas
adelante no se pueden modificar nl POr el calor m POr OtrO medio alguno, Sino que
S61o afilindolas, Para lo cual hay que utilizar muelas de carburo de silicio especiales.
Tiene unos enlaces interat6micos extremadamente fuertes Io que se confiere entre
OtraS COSaS.
.　　Elevado modulo el各stico
.　　Elevado valor de resistencia; del orden de 20 veces da del acero r細ido.
・　　Elevada dureza; COn un Valor de 9-9.3 en la escala de Mohs.
口　　　Resiste bien las altas T.
口　　　Se clas誼ca como metal refractario debido a su T de fusi6n extremadamente
elevada; del orden de 2468OC - 3410OC, eStando su valor mas proximo a los 34100C.
El mineral con el que se puede correglr O mOdificar esta propiedad es el W’POr lo
que si se requiere tungsteno con una T de fusi6n muy alta se afiadira mas este
mineral.
31OOO.Co「onas de VAD|A
O2/06/2○○6
Pd9iれ0 2 de lO
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
口　　Pemite mecanizar losmetales a una velocidad muy superior a la del acero
r細ido.
口　　Gran resistencia a la abrasi6n y al choque.
Siendo el mineral con el que se pueda modificar esta propiedad el Co
口　　El rendimiento comparado con los aceros r各pidos es 3-4 veces mayor, POr
temino medio, que Seg心n el material, PueS Pueden aumentarse mucho las
Velocidades de corte, aunque COnServando la virita su ancho usual. En algunos
materiales, COmO la pizarra y la ebarita, el posible un rendimiento 50 veces mayor.
Puede trabatarse tambi6n la porcelana y el cristal
口　　Es un superconductor del tipo I.
Estos mientras estin en el estado superconductor son completamente diamagneticos,
es decir, Cualquier campo aplicado sera expulsado del cuerpo (efecto Meissner).
Cuando se alcanza el Hc la conducci6n se hace nomal y el flujo magn6tico penetra
COmPletamente en el cuerpo.
Tc二0.02K Bc =0.0001T
口　　Propiedades t6micas:
・　　Cp = 142 (J/KgK)a
.　　al =4,5 [(OC)-1*10-8]b
・　　K二178 (W/mK)c
・　　L二3.21 [WW/(K)2 108]
La resistencia al desgaste es de 12 a 20 veces la del acero r細ido y de 12 veces la del
acero cementado
Es un material caro, Su PreCio es alrededor de lOO veces el del acero, emPleindose en
aquellas partes sometidas a mayor desgaste" En las coronas saca testigos se emplea
en foma de pequefios pnsmas incrustados en el frente de la corona. Se suelen
emplear en prlSmaS OCtOgOnales, eStando afilados por el borde de la corona. Sus
medidas son entre caras y largo son:
10X15mm; 7.5X15mm; 5.5X15mm
Ilustraci6n l Corona Widia. (Fuente ``Procedimientos de sondeos. Teoria, PraCtica y
aplicaciones’’, Puy Huarte, J.)
La句aci6n de los prlSmaS al cuerpo de corona se efectda asi:
AI cuerpo de corona se le hacen los agueros en los que van los prlSmaS. Se
introducen los prlSmaS y a COntinuaci6n se meten en un homo especial con atm6sfera
inerte reductora, donde con la ayuda de la aleaci6n especial se sueldan.
Algunos sondistas construyen las coronas e=os mismos. Para eso sueldan los pnsmas
COn la soldadura oxiacetilica. Es un mal procedimiento, que S6lo estatustificado en
31OOO.Coronas de WrDIA
O2/0ら/2006
Pd9inQ 3 de lO
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
CaSOS eSPaCiales, PueStO que descarbura de widia’Perdiendo dureza y adquiriendo
fragilidad.
Durante la perforaci6n estos pnsmas se desgastan y hay que voIver a afilarlos. Esto
Se hace con una muela de carburo de silicio y en seco. Estos discos suelen tener un
diametro de 200 mm, y deben girar alrededor de 300 r.p.m・ Es muy util que la sonda
disponga de un pequefio mecanismo para afilar en el campo las coronas. Basta un
SOPOrte, el cual 11eva los rodamientos de bolas sobre los cuales gira un qe, en unO de
CuyOS eXtremOS Va la muela de carburo de silicio y en el otro extremo una polea.
Esta polea es movida por medio de una correa trapezoidal por otra polea que va en la
transmisi6n de la sonda. Cuando no vamos a a甜ar se saca la correa de la polea
mothz.
Cuando se afilen coronas conviene poner un cart6n o chapa entre el motor y el
aparato de afilado para que no vaya el poIvo producido a la admisi6n del motor.
2　Tiposdecoronas
Las coronas de carburo son elementos fijos, (frente al otro tipo de elementos mds
COm心nmente utilizados: elementos m6viles - triconos) que se utilizan en la
Perforaci6n rotativa por corte.
Un importante fabricante de coronas de carburo es Atlas Copco, el cual fわrica tres
tipos diferentes de coronas:
- Bocas TC con inserciones octogonales
- Bocas TC con inserciones planas
- Bocas TC CORBORIT
Todas estas bocas TC se pueden usar en operaciones de limpieza, POr匂empIo para la
eliminaci6n de fragmentos de acero de un barreno de perforaci6n.
DE ENSERTOS DE WIDIA
Ademまs de las coronas de diamante , en los sondeos con extracci6n de testigo pueden
utilizarse coronas de carburo de tungsteno. Estas coronas tienen insertadas en su
labio de corte unas placas de foma prismatica de carburo de tungsteno,
COnStituyendo nomalmente una especie de dientes de sierra, que mediante un
esfuerzo combinado de compresi6n y cizalladura, Pueden perforar a menor costo
formaciones blandas no abrasivas.
Los prlSmaS de carburo de tungsteno se fijan a la corona practicando unos aguJerOS
en el cuerpo de la corona, Para introducir en los mismos Ios prismas (que
generalmente son octogonales )de carburo de tungsteno. Estos quedan soldados a la
COrOna despu6s de introducir la misma en un homo con atm6sfera reductora.Las
dimensiones mas usuales de los pnsmas son:
Longitud aproximada de 15 cm y anchuras comprendidas entre 5,5 7,5 6 10mm・
DE AGLOMERACION DE C. TUNGSTENO
Con el fin de ampliar el campo de aplicaci6n de estas coronas a rocas algo mas duras,
existe un modelo de corona en el que la zona de corte esta fomada por una
aglomeraci6n de cristales de carburo de tungsteno de foma irregular y tamafro de 2 a
6 mm, embebidos en una matriz de base Cr-Ni.
3100O.Coronas de W工DIA
O2/06/2006
Pd9ino 4 de lO
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
DE ELEMENTOS DE CORTE MIXTO
Existen tambi6n elementos de corte mixtos fomados por un cuerpo de carburo de
tungsteno, Cubierto por una capa de diamante policristalino.
3　VEN丁AJAS E INCONVEN音ENTES
El uso de coronas de carburo de tungsteno conlleva una serie de ventatas asociadas
asi como unos inconvenientes a充adidos a su empleo.
Como las principales ventatas se pueden destacar:
-Coronas econ6micas.
El empleo de diamantes en血iles de corte en perforaci6n testiguera rotativa, COnlleva
un encarecimiento del producto. Las coronas de widia son m各s econ6micas que las
diamantadas.
-Fluido de barrido Aire/Agua.
El fluido de barrido empleado para evacuar el detritus sale a trav6s de unos orificios
PraCticados en la broca de carburo.
Nomalmente se emplean lodos o agua como fluido de barrido, PerO en las coronas
de carburo, al no producirse las temperaturas tan elevadas que se dan en el uso de las
COrOnaS diamantadas ( altas abrasividades de la roca, elevada fricci6n血il-rOCa y
elevadas velocidades perifericas de=itil ) es posible el uso del aire comprimido con
Suficiente poder refrigerante para las condiciones de uso de las coronas de carburo.
En otro tipo de皿les de perforaci6n el empleo de aire seria del todo insuficiente
COmO medio de refrigeraci6n.
-Reafilables en el campo.
Las inserciones de carburo de tungsteno, a diferencia de otras coronas, SOn rea卸ables
en el campo mediante el uso de unas muelas especiales de carburo de silicio. EI
PrOCeSO de afilarlas es realizado en seco.
- Resistencia a fractura.
Prismas cortos
Son pocos Ios inconvenientes que se pueden destacar del uso de las coronas de
carburo no achacables a la propla naturaleza del mismo y sus aplicaciones.
Por tanto, entre los inconvenientes, eStan:
- Escasa resistencia de la corona a la dureza y abrasividad de la roca
- Escasa penetraci6n debido a que los pnsmas utilizados suelen ser cortos para evitar
una mayor posibilidad de fractura. Si queremos aumentar la penetraci6n podemos
aumentar la longitud de los pnsmas, aunque Serin mayores Ios esfuerzos a los que se
verin sometidos.
310OO.Co「onas de W|D|A
O2/06/2006
Pd9InQ 5 de lO
APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
Corona de widia
4　Aplicaciones
Las coronas widia suelen emplearse en terrenos blandos, nunCa en duros o en
semiduros. En estos ultimos es mas econ6mico emplear diamante. Igualmente se
emplea para pasar hundimientos, reCuPerar trOZOS de testigos’etC.
Las coronas de carburo estin disehadas para la perforaci6n en investigaciones
geot6cnicas, PerO tambien pueden ser adecuadas en algunas aplicaciones para
expIoraci6n de mineraL Por lo general se usan para extracci6n de testigo en
fomaciones de roca blanda tales como perforaci6n a trav6s de recubrimiento y
limpieza de barrenos de perforaci6n.
La widia, aun teniendo unas excelentes propiedades de dureza y resistencia a la
abrasividad de la roca, nO llega a poder ser utilizada en sondeos testigueros que
requleran una alta exlgenCia en estas condiciones, COn lo cual, Su uSO eStalimitado en
Ciertosaspectos.
EI carburo de tungsteno como elemento de corte en coronas testigueras no debe ser
utilizado en rocas de dureza superior a 2 (Escala Mohs).Con coronas de widia se
pueden perforar rocas blandas ( dureza=1 Mohs) y rocas blandas 6 semiduras
(dureza=2 Mohs).En algunos casos de rocas semiduras es mds econ6mico perforar
con diamante, nO Obstante seria viable tambi6n el uso de carburo.
Algunos fabricantes han conseguido perforar con carburo rocas de dureza =3 Mohs
incorporando placas de carburo trituradas ( CorboritR).
En cualquier caso no es recomendado el uso de la widia en rocas de resistencia a
COmPreSi6n superior a 50 (Mpa).
Nomalmente, la duracion de las coronas de carburo de tungsteno esta en un entomo
entre cien y quinientos metros.
En las ocasiones en que se pueda elegir una corona altemativa a la widia’1o mas
recomendado es sustituir 6sta por una corona de diamante de inserci6n (el uso de una
corona de diamante de concreci6n estaria totalmente fuera de lugar).
Por ultimo, COmO QjempIos de rocas perforables con coronas widia podriamos citar:
Arci11as, Pizarra blanda o arenosa, margaS, arenisca blanda, Caliza blanda semidura,
yeso … etC.
5　PARAMETROS DE PERFORAC音ON
Los principales parametros de perforaci6n con corona son dos‥
5.1 EMPUJE:
El emp叩e, que Se realiza contra la roca a perforar para asegurar en todo momento un
COntaCtO adecuado del dtil de corte con la superficie de la roca.
3100O.Coronas de W|DIA
O2/06/200ら
Pdgina 6 de lO
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widIa
EI sondista no puede realizar todo el empuJe que le pemita su maqulnarla, PueStO
que es necesario deteminar el m各s id6neo para las condiciones de realizaci6n del
SOndeo, que en general, Seran distintas en cada campa充a de sondeos.Las principales
limitaciones a las que queda s叩etO el empuJe SOn:
-Pandeo del varillaje
-Desviaciones (serin tanto mayores cuanto mds profunda sea la perforaci6n)
一Resistencia del util En Coronas Widia el empし直es bastante menor que en coronas
diamantadas (Rocas blandas no abrasivas).
El empuJe regulable seg竜n parametros y caracteristicas de la perforadora. El empuJe
Se qerCe POr la m的uina perforadora, y eS funci6n de caracteristicas de la perforadora
(alea de los cilindros, PrOducen el emplje) y de variables que se pueden modificar
COn Su man匂0 (presi6n medida en man6metros).
La corona trabむa con el total de su peso. Es decir, COnSideramos el peso de la sarta
junto con el peso Qjercido sobre el elemento de desgaste (empuje).
Para coronas de carburo.y sus campos de aplicaci6n se trab屯v en tomo a lO(kN). -
Si el EMPUJE es excesIVO Puede sobrepasar la resistencia del material de la corona
y fracturarse
Ademas, la sarta de varillaje puede pandear, rOZar COn las paredes y desprender
material que d甫culte la perforaci6n・
Tambi6n puede provocar desviaciones del sondeo.
Si el empuJe eS eSCaSO, el avance del sondeo es menor. La corona no trab勾a
eficientemente y se desgasta, aCOrtando su vida血il y disminuyendo sus propiedades
meCanlCaS.
5.2　ROTACION:
En el caso de la rotaci6n, las limitaciones serin distintas:
Desgaste de las coronas.
A su vez, el desgaste de las coronas depende de:
-Fuerza de fricci6n.
-Contenido en Silice de la roca.
一Velocidades perifericas.
Vibraciones.
La velocidad de perforaci6n es proporcional a las rev. por minuto y al empuje. La
roca en realidad rompe por este esfuerzo combinado. Dicha proporcionalidad es una
Ventala, ya que Si aumentamos el ndmero de revoluciones por minuto consegumamOS
un aumento proporcional en la velocidad de perforaci6n; nO Obstante, una rOtaCi6n
excesiva podria suponer un desgaste excesivo del dtil asi como un aumento excesivo
de vibraciones.
Velocidades perifericas
Las velocidades perif訂icas son las velocidades lineales en el血il de corte. El
intervalo de velocidad en las coronas de carburo de tungsteno es de O,3 - 0,6 m/s,
Siendo de las mas b勾as en comparaci6n con las coronas diamantadas ( que pueden
llegar hasta a 4 m/s ).A una menor velocidad periferica existe un menor desgaste.
Se produce corte sobre la roca (Prismas de carburo), efecto que predomina sobre la
COmPreSi6n y abrasi6n.
31OOO.Coronas de WrD工A
O2/06/2006
Pd9InQ 7 de lO
APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
Corona de widia
Los insertos句ercen un desgarramiento en la superficie (COmO Si se tratara de un
“arranque de virutas”) al girar la corona. De esta foma interviene la resistencia a
tracci6n de la roca ademas de la de compresi6n. Esto facilita el ataque, ya que la
resistencia a tracci6n de las rocas es siempre menor que la resistencia a compresi6n.
Comparando el mecanismo de corte utilizado entre las diferentes coronas en
Perforaci6n rotativa tenemos que:
Abrasi6n (caso de coronas de inserci6n). Velocidades perifericas elevadas, emPし直
moderado.
Compresi6n (caso de coronas de concreci6n). Velocidades perifericas moderadas.
Empuje elevado.
Corte: COrOnaS de carburo (insertos widia十identaci6n). Velocidades perifericas y
empuJe mOderados.
Las velocidades perifericas y de giro de la corona recomendadas son en tomo a:
Prismas widia: 0.5 (m/s) -〇一〇 150-600 (xpm)
Placas trituradas: 0.5-2 (m/s)〇〇〇150-1200 (rpm)
Segdn el diametro de la corona‥ 1as velocidades de giro aumentaran al disminuir el
di各metro de la corona. A pesar de que se pueda pensar que la relaci6n di各metro de
COrOna-Velocidad angular de glrO Pueda ser lineal o cercana a la linealidad no es asi・
El rozamiento con el terreno y su variaci6n con el diametro introducen una fuerte no
linealidad, que Se eVidencia en el hecho de que a menores diametros la pendiente de
la curva es mas acentuada.
団CO。O接Jli8 0∈ C寄H印ECCIOH
至ヨさo凧ロ山鳩,馴ら動議S且日CC峨細
目を持回e軸具毒口各軸嶋田輸〇 〇〇 「山南合う了各地〇十帥「u膜ロ○
圏c°寄く議.置容ロ各亡き甘さU田O D〃了肌色葦丁軸○
310OO.Coronas de WIDIA
O2/06/200ら
甲
霊
2
 
5
0
0
雲
脚
的
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
Esta resulta ser de entre O,1-0.5 (m/h)
火×) � �‾了 ��l � �" � ��○○ �●- � �� �� � �“○○ �リ〇〇 )c ●○ )° 章O Io さ i 書 i.e 0、う 〇.i p.● o.】 寄O 中i日 0.ol へol qol q.0】 ○○oI 
〃 ��� � � � ��� � " �� � �� �� � � 
音 �� � � 
ゝo `e 書○ 書o IO さ ● 1 ● ,、○ ○.ヽ o.○ ○,} 0.ミ e.1 岬書 �� � � � � �� �� ��� i � � �� �� ���● � �“〇・ 「 
"喜 �� � �■ ��i �● 
ヽ　ヾし 
〃 �� 
S営 ��ア � � � �m �〃♀ / � ��¥ 
ヽ ����e? ��-◆ � 
“漢書 ��/ � �� �� � �� �喜〇〇〇l音 
○ � �� � � � � � 
“〇〇〇 
〃 � � � �一〇〇... 
/l � � � � � � �" ��〃 � � � �○○○○ll看 1○　　　　○ � � � �〇〇〇ii看 
■○○○○l 
i � � � �漢881I看 
ク† � � �� � � ��" � � � � �営音寡11l 
i �� � �l �I ��I i‖ �I iII �i � �i �Iiii= 
i �●　●　●●},●葛∞　　重 ����l �こ} ��◆▼ �●1l.〔嶋n　) �} ��l)○○●●i 
V重しOC」DAD □E FIOTACION [rp巾
CoR°i軍人: 02mm富的,寄調同
課雑器謹治唯1きppq
雪総説群〃c●
ROTACION
Al aumentar las revoluciones (dentro de un rango tal que la corona perfore con
eficiencia con un emplje dado) aumentarala velocidad de perforaci6n. Pero tambi6n
aumentaran :
●　Vibraciones
. Desgastes/desafilado r細ido
●　Desviaciones del sondeo
・ Compl申dad en la extracci6n del detritus
Por ello se debe buscar una velocidad de equilibrio de m寂ima velocidad de la
Perforaci6n concreta tal que no se den problemas.
Llamamos velocidad 6ptima de perforaci6n o velocidad econ6mica a la velocidad de
equilibrio entre los metros avanzados y los problemas econ6micos resultantes.
6　FLU看DO DE PERFORAC!ON
-Funci6n: refrigerar la corona y expulsar las particulas que se dan por la destrucci6n
delaroca.
31OOO.Coronas de W|D工A
O2/06/200ら
Pd9高Q 9 de lO
{
上
¥
昌
亘
る
一
〇
畠
卜
当
山
容
苫
合
志
」
8
」
山
>
言
¥
王
こ
〇
一
°
く
せ
「
山
孟
d
調
合
合
く
合
○
○
」
山
>
APUNTES DE SONDEOS Ver 2OO4-11
Corona de widia
ーTipos de fluido:
-Agua. Es el mds usado, eXCePtO Si se dan desprendimientos o hay p6rdidas de
circulaci6n
-Lodos bentoniticos. Se usan en el caso de p6rdidas (mantienen las paredes y cierran
las fisuras)
-Aire comprimido. Para sondeos poco profundos si las condiciones del terreno Io
pemiten (exclusivamente para coronas de widia)
7　BIBLIOGRAF音A UTIL音ZADA:
“Procedimientos de sondeos. Teoria, Prdetica y aplicaciones”, Puy Huarte
WWW.atlascopco.com
ー“Manual de GeoIogia e investigaci6n de yacimientosminerales’’, Enrique Orche.
- “Manual de Sondeos. TecnoIogia de perforaci6n” Carlos L6pez Jimeno
-Apuntes de la Catedra de Laboreo ETSIM Madrid
-Apuntes de la C各tedra de TecnoIogia de Sondeos ETSIM Oviedo
WWW. dim atec. com/products/corebits/tungsteno/tungsten・htm
homepage.ntlworld・COm/leslie. foster/core drilling.htm
31OOO.Co「onas de W工D工A
O2/0ら/2006
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
CAPITULO IH SONDEOS DE HIDROCARBUROS
Corona de widia
Tabla de contenidos
1　Generalidades
3〇〇〇〇.Requis古°5 de 5°ndo5 †es†i9ue「q5
02/Oe/2006
Pd9高q lde 5
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
1　GeneraIidades
Un valioso auxiliar en toda investigaci6n minera es el sondeo con extracci6n de
testigo continuo, que Puede obtenerse a percusi6n o rotaci6n.
Para que el testigo pueda obtenerse por percusi6n es necesario que la roca sea
relativamente blanda, CaSO que nO eS el corriente. Por el contrario, en el sondeo a
rotaci6n puede obtenerse testigo, Cualquiera que sea la dureza de la roca, aunque en
terrenos muy descompuestos es necesario tomar grandes precauciones. En general
Puede decirse que el sondeo a rotaci6n es un procedimiento universal para obtener
testigo en toda investigaci6n minera o geo16gica.
La energia necesaria para la rotaci6n puede ser manual o bien suministrada por un
motor. Puede decirse que a excepci6n de algdn sondeo corto, de unos lO m como
m寂imo y en terrenos poco coherentes, 1a perforaci6n se efect竜a siempre
Suministrando la energia un motor.
Respecto al sistema de dtil cortante que se emplea en la actualidad en el sondeo a
rotaci6n solamente se utilizan coronas de widia y de diamantes.
Hemos quedado, PueS, reducidos a la perforaci6n con widia y con diamante.
Si los terrenos a perforar son muy duros, tales como granito, CuarCitas, filones de
CuarZO, etC., eS in血il el intentar perforar con coronas widia. Solamente con menos de
lO cm de perforaci6n habrin perdido el corte los elementos de widia de que esta
PrOVista la corona y, POr lo tanto, hay que detener la perforaci6n extrayendo todo el
tren de varillas para voIver a afilar las coronas. No es econ6mico emplear coronas
Widias en terrenos muy duros, PueS Perderiamos la jomada de trabajo en continuas
extracciones del vari=aje, POr lo que el tiempo dedicado a la perforaci6n proplamente
dicha seria minimo.
Cuando el terreno es blando, eS neCeSario estudiar el problema desde el punto de
vista:
a) Econ6mico.
b) Recuperaci6n de testigo.
Como noma general hay que decir que la perforaci6n con coronas de diamante es
m各sくくSuaVe〉〉 y, POr lo tanto, el testigo sufre menos obteni6ndose mgor recuperaci6n・
Cuando las diferencias de precio no sean considerables es pref誼ble decidirse por el
SOndeo con diamante, PueS al fin y al cabo el sondeo se efectha para obtener el mayor
tanto por ciento de recuperaci6n de testigo.
3OOOO.Requisitos de sondas †es†igueras
O2/06/2006
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
Hemos visto que en el caso general nos hemos decidido por la perforaci6n con
coronas de diamantes y, en algdn caso particular, POr las de widia; queda por fijar las
CaraCteristicas que debe reunir una sonda para los sondeos de investlgaCIOn mmera.
Una sonda puede variar en su concepclOn Segdn el empleo que se le vaya a dar. EI
Primer factor que surge es la longitud media que van a tener los sondeos・ Cuando se
necesitan hacer sondeos cortos, de 50 m, POr匂empIo, la sonda no es preciso que sea
muy s61ida, PueS Ios esfuerzos a que va a estar sometida son peque充os・ Asi
Obtendriamos una sonda ligera. Si, POr el contrario, eS PreCiso hacer sondeos de 300
m de longitud, la sonda debera ser mucho mds s61ida que la anterior, ya que los
esfuerzos a que debera estar sometida serin mayores・ Otro de los fa・CtOreS que
intervienen en la elecci6n de una sonda es el diまmetro que va a tener el agljero del
SOndeo. Si se nos pide que la sondapueda realizar un sondeo de 86 mm de di各metro
y 300 m de longitud, eS natural que sea mas robusta que si esos 300 m debieran
hacerse solamente con un diametro de 46 mm. Estos dos factores estin ligados entre
Si, Pudiendo hacerse un aguJerO maS COrtO COn un di各metro mayor y al contrario.
Para tener una idea de la capacidad de perforaci6n de una sonda, daremos un cuadro
COnfeccionado para una sonda con motor de 38.5 c.v.
㊨Vari=aenmm　　　42　42　　42　　42　　42　　50　　50
④AgLjeroenmm　　46　56　66　76　86　101 116
Profundidadenm　　　800　550　350　250　200　150　125
En los yacimientos de minerales metalicos no es corriente hacer sondeos de una
賞ongitud superior a los 400 m. En efecto, Si se empleZa a investigar un yacimiento,
esta investigaci6n comienza desde la superficie, Para lo cual primeramente se hacen
SOndeos de O-50 m para ir despu6s profundizando la investigaci6n y hacer sondeos
hasta 300 m. Si esta investigaci6n resulta positiva, 1o nomal es hacer labores
mineras de investigaci6n, tales como poci11os, galerias, CruCerOS, etC6tera. Si de esta
foma localizamos un yacimiento econ6mico y queremos conocerlo a mayor
PrOfundidad, eS Preferible introducir la sonda en el interior de la mina a continuar
haciendo sondeos muy profundos desde el exterior.
300OO.Requisitos de sondas †es†IgueraS
O2/06/2○○6
Pd9inQ 3 de 5
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
Si, POr el contrario, haciendo sondeos de O-300 m no hemos Iocalizado mineral’Salvo
CaSOS eXCePCionales, eS nOmal que no aparezca ya. Por lo tanto’1os sondeos tienen,
en la mayoria de las minas metalicas, una longitud limitada a unos 300 m y en algun
caso a400 m.
En la mineria del carb6n hay que realizar a veces sondeos superiores a los 500 m,
incluso a los l.000 m., aSi como en las minas de potasa. Para estos casos es necesario
disponer de una sonda ya mayor, 1a cual no debera emplearse en sondeos cortos pues
Queda finalmente hacer unas consideraciones sobre el diametro de perforaci6n・
Cuanto mayor es el diametro de perforaci6n, mqOr eS, en t6minos generales, la
recuperaci6n de testigo, PerO Se eleva el precio de coste de metro perforado. Nosotros
hablaremos siempre de diametros m6tricos y nuestra experiencia nos ha indicado que
los m各s apropiados son los comprendidos entre 86 y 46 mm, ambos inclusive.
Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, nOSOtrOS definiremos una sonda
universal en investigaci6n minera, aquella capaz de realizar un sondeo ve正cal de
400 m. con un diametro final de 46 mm.
Generalmente los sondeos serin inclinados, PerO hemos f司ado el sondeo vertical en
la definici6n por ser 6ste e1 6ptimo.
Nosotros creemos que, en tOda campaha de investigaci6n minera, eS Preferible
disponer de dos tipos de sondas. Una la dicha de 400 m con un diametro de 46 mm
que debera estar movida por un motor que, en el caso de ser motor de expIosi6n,
deberatener una potencia DEN de 35　c.v. y otro tipo de sonda fomado por una
SOnda capaz de llegar a los 250 m en ve正cal, COn un diametro final de 46 mm,
equipada de motor de expIosi6n de 20 CV. nomas DEN・ Esta sonda mas peque育a es
facilmente transportable en los traslados, aparte de que su precio de adquisici6n es
SenSiblemente inferior al de la sonda mayor.
El dotar a una sonda con un motor mayor de lo nomal tiene sus vent到as y sus
inconvenientes. Si el motor es muy potente y el sondista es poco experimentado
Puede 11egar a ocasionar averias graves. Por el contrario, Cuando el motor no tiene la
POtenCia suficiente, eS POSible que el cabrestante suba con d誼cultad e量tren de
Varillas que en algunos casos como al perforar arcillas expansivas o peque充os
hundimientos producen un esfuerzo superior de elevaci6n, que de no poder
Suministrarlo podia ocasionar un bloque del tren de varillas.
Por todo Io anteriomente dicho, la potencia de una sonda se define por la potencia
que necesita el cabestrante, PueS la necesaria para la rotaci6n es bastante menor.
3OOOO.RequISI†os de sondas †es†igueras
O2/06/2006
Pdg'na4de 5
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Corona de widia
Los tipos de sondas que pueden encontrarse en el mercado se puedenclasificar en
tres grupos seg血el sistema de que est6n dotadas para gercer un cierto esfuerzo o
PeSO SObre la corona de perforaci6n. Este esfuerzo aplicado a lo largo del tren de
Varillas es Io que hace que la corona penetre en la roca.
30000.Requ'S汀os de sondas †es†一gue「aS
O2/06/2○○6
Pdg'na 5de 5
APUN丁ES DE SONDEOS Ver 2004-11
Variables de perforacI6n de diaman†e
CAPITULO
Variables de perforaci6n de diamante
Tabla de contenidos
1　Peso sobre la corona
2　　Revoluciones de la corona
3　　Cuando retirar la corona
30100 Variabies de perforaci6n d'aman†e
O2/06/2006
4
　
5
　
5
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
VariabIes de perforaci6n de diaman†e
Al匂ercer un empuJe COn la herramienta sobre el material, al?jercer este una resistencia
a la compresi6n menor que la herramienta, eSta Penetra en 61・ Si ademds efectuamos un
movimiento entra la herramienta y la pieza y tiene esta una resistencia a la tracci6n
inferior a aquella, 1a viruta rompera por flexi6n.
En la perforaci6n del diamante el proceso es similar, COn la血ica diferencia de que la
resistencia a la compresi6n en el diamante es mucho mayor que la de la roca y, POr
tanto, nO les hace falta tener puntas afiladas, Sino que cuanto mds esferico sea el
diamante, menOr POSibilidad de que se produzcan fracturas intemas.
Por tanto supondremos que trabむaremos con diamantes esfericos.
T「CIbojo de un diamanIe
PI PI PI Pl
Trabajo o∩　com心n de varlo●
Fig 5.2 Foma en que atacan a la roca los diamantes de una corona. (Fuente
(“Procedimientos de sondeos. Teoria, Prdetica y aplicaciones”, Puy Huarte, J.)
En la perforaci6n, al匂ercer un peso perpendicular a la superficie de la roca, dan lugar a
unas tensiones intemas en la roca y en el diamante. Al ir aumentando el peso y
SObrepasar el punto critico, un trOZO de la roca salta hecho pedazos, entrando el
diamante dentro de la roca. El diamante no sufre por faltarle mucho aun para 11egar a su
PuntO Critico.
A continuaci6n se produce la rotaci6n, en la cual interviene la resistencia a la tracci6n’
que en las rocas siempre es inferior a la compresi6n・
El diamante va avanzando, Sumando Ios dos sistemas de penetraci6n y arranque de
virutas. AI cabo de una vuelta el diamante habr各avanzado una cantidad a.
La profundidad de penetraci6n a por vuelta varia con el tipo de roca y con el tipo de
PeSO ejercido, PerO Para un tama充o de diamante de 20 piedras por quilate, una rOCa
adecuada y un peso nomal, Puede ser de O,01mm. Con estas penetraciones tendriamos
unas huellas A cuyos circulos fomados tendrian una deteminada superficie.
EI peso P que se aplique a un diamante debe ser tal que la carga unitaria que se
produzca en el drea S de la hue11a A sea superior a la resistencia unitaria o a compresi6n
delaroca):
P
->O
S
301OO VarIables de perforac16n d-aman†e
O2/06/2○○も
Pd9ino 2de 5
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
VariabIes de perforacj6n de diaman†e
La resistencia de una roca muy dura puede llegar a ser 60kg/mm2. Para que el diamante
Penetre O,01mm es necesario aplicar una fuerza Pl, mientras que si se desea penetrar
O,02mm la fuerza a aplicar sera P2.
Estos pesos minimos serin:
Pl二0,049*60=3,294Kg
P2=0, 1 095*60二6,570kg
Debido a que los diamantes laterales de la corona absorben la tercera parte del peso, los
PeSOS que Se deben aplicar a la corona se deberin mayorar:
Pl二%*3,294≡うkg
P2=%*6,370≡10kg
La velocidad de penetraci6n no es linealmente proporcional al peso:
S=7t(D」a)*a=7I(Da-a2)
Sin embargo Ios calculos que se han desarro11ado anteriomente, eStin basados en la
esfericidad de los diamantes, Cuando en la realidad los diamantes presentaran puntas,
aristas.
Para una misma roca, Si se qulere mantener la velocidad de penetraci6n es necesario ir
aumentando el peso, lo cual quiere decir que el diamante, POr las causas que sean,
Pierde capacidad de penetraci6n en la roca. Esto es Io que los sondistas dicen que el
diamante se ha “pulido” y que puede ser una cosa completamente distinta, PueS en la
explicaci6n se ha partido de un diamante esferico sin ninguna punta.
Ademまs se comprueba que una corona que al cabo de perforar una serie de metros en
roca dura y avanzar ya muy despacio, Se emPlea en una roca mas blanda, Vuelve a
Perforar mas deprisa.
En la siguiente tabla se refl句an valores de las caractehsticas fisicas de las rocas.
Resistenciaa �Resistenciaa �Dureza 
COmPreSi6n �tracci6n �Grados 
K/cm2 �Kg/cm2 �Shore 
Calizadura �960 �66 �39 
Granitodedureza media �1320 �59 �87 
Cuarclta �2210 �156 �93 
Diorita �2460 �220 �95 
Granitoduro �2480 �135 �92 
Granodiorita �3280 �217 �93 
Tabla 5.3 Propiedades fisicas de algunas rocas.
Tambien queremos incluir una tabla en la cual indicamos de acuerdo con la resistencia a
COmPreSi6n de la roca, el tamafio de diamante que debe emplearse y los metros que
hacer la corona:
Rocasderesistenciaa �Tama丘odel diamante �Metrosquepuedeperforar 
COmPreSi6n 
Piedraspor quilate �1acorona 
Kg/cm2 
100a500 �15/25 �100-う00 
500a1000 �15/25 �60-300 
1000a2000 �30/40 �30-60 
Masde2000 �55/75 �15-30 
0 � 
COnCreCIOn � 
3OIOO Varlabies de perfo「aci6n dlaman†e
O2/06/2006
Pd9inQ 3 de 5
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
VariabIes de perforaci6n de diaman†e
Tabla 5.4 Metros perforables en funci6n de la RCS de la roca y el tama充o del diamante
De lo expuesto anteriomente se comprende que cuantos mds diamantes tenga el frente
de la corona m各s elementos de corte tendremos atacando la roca, Obteniendo mayor
Velocidad de penetraci6n.
La primera limitaci6n a este razonamiento es la limitaci6n del espacio’PueS el mayor
numero de diamantes que pudi6ramos poner es aquel en que estuvieran tocindose unos
aotros.
Ademas existe otra limitaci6n mas importante: el peso que podemos qercer sobre la
corona estalimitado por el esfuerzo que puede aguantar el tubo testigo, Varillas,…
Por tanto se deduce que no tiene inter6s poner un exceso de diamantes si luego no
POdemos qercer ese exceso de peso que es necesario para que los diamantes perforen y
no se “pulan’’.
Los diamantes se deben distribuir en el frente de la corona de manera que todos estin a
distinta distancia del centro, Para que de esta foma ataquen totalmente la zona a
Perforar y no quede un anillo o circulo sin cortar.
El tamafio de los diamantes depende de la naturaleza del terreno a perforar. Como
noma general es conveniente decir que en terrenos fracturados se deben emplear
diamantes de tamafio mayor que cuando estos sean homog6neos・ Al disminuir el tama充o
de los diamantes aumenta el ndmero de estos y disminuye el quilataje por corona・
1　Pesosobre la corona。
EI peso m寂imo que puede gercerse sobre la corona viene limitado por:
l. La resistencia de los diamantes: Si ejercemos un peso excesivo, eStOS Se
fracturan.
2. El tren de varillas se flexionara excesivamente rozando con las paredes del
aguJerO, OCaSionando un desgaste adicional del varillaje.
3. Gran desviaci6n en el ag可ero.
Una foma de calcular el peso, eS teniendo en cuenta el peso al que deben trabajar los
diamantes del frente de la corona, que COmO Calculamos esta comprendido entre 5 y
lOkg por piedra. Tomemos el valor medio.
Aproximadamente se puede afimar que el numero de piedras en el frente es de 2/3 del
total de quilates, Sabiendo por tanto que tiene hay Q quilates de n piedras por quilate en
Pes〇二Q*雷*7声*Q*n
Como Q*n es el numero total de piedras de la corona (N):
Peso=5*N
En la pagina sigulente Se eXPOne una tabla en la que se calculan los pesos iniciales y
finales:
Diametrodela �Comenzar �Nopasar 
COn... �de… 
COrOna 
Kg �Kg 
86 �860 �1720 
76 �760 �1520 
66 �660 �1320 
56 �560 �l⊥20 
46 �460 �920 
Tabla 5.5 Pesos iniciales y finales en funci6n del di各metro de la corona
3OIOO Variabies de perforaci6n dIaman†e
O2/06/2006
Pd9川0 4 deう
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
VariabIes de perforaci6n de diaman†e
Como regla general cuando una corona dindole el peso m寂imo no avance mas de 2
Cm/minuto, debe retirarse.
2　RevoIuciones de la corona
Un sondeo realizado con una altavelocidad de rotaci6n (1000 r.p.m.) el avance es
mayor, PerO las vibraciones que se producen hacen imposible la utilizaci6n a estas
Velocidades en sondeos con una profundidad mayor de 30m. Dichas vibraciones se
transmiten hasta la sonda estropeando rodamientos, engranajes, etC. Adem各s a alta
Velocidad se deshace el testigo y la recuperaci6n del mismo es mucho menor.
Un factor adicional a tener en cuenta es que a pa正r de una cierta velocidad periferica de
la corona, eSta hace menos metros totales de perforaci6n.
Se aconsqa por tanto una velocidad para cada tipo de corona:
● Inserci6n: de l a2m/segundo
・ Concreci6n: de2 a3 m/segundo
Sin embargo es conveniente tomar los valores minimos recomendados para una 6ptima
Perforaci6n.
Experimentalmente se ha comprobado que hasta 150m de sondeo y diametro menor de
lOOmm, una Velocidad de 400 r.p.m. es acons匂able. Aumentando la profundidad se
debe disminuir el numero de revoluciones.
Cuando se trabaja con vari11aje de diまmetro poco inferior al del aglbero (caso de tubo
testigo con cable- Wire Line) se puede aumentar mucho las velocidades de rotaci6n.
Las altas velocidades de rotaci6n (1000-1500 r.p.m.) se pueden emplear en sondeos para
VOladuras, Cuya longitud no sobrepasa los 2 o 3m.
3　Cuando retirar la co「ona
Una corona se debe retirar cuando no avance mas de 2cm/minuto. Estas coronas se
Pueden guardar para otros terrenos menos duros en el cual se puede seguir perforando a
mayor velocidad de penetraci6n.
Tambi6n se retirara la corona cuando exista peligro de que se desprendan los diamantes,
Cuando se ha gastado mucho la matriz.
Estas coronas se envian al Laboratorio de Recuperaci6n de Diamantes, lugar donde se
recuperan los diamantes para posteriores usos.
3OIOO Va「'ables de perforac16n d'aman†e
O2/06/2006
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Tubos †es†igueros
CAPITULO V testigueras
Tubos testigueros
Tabla de contenidos
1　Tubostestigueros
2　Tipos
3　Tiposdetubosdoblestestigos
3.1　Tubo tipo T
3.2　TubotestigotipoJ.P.H
4　Tubo testigo con cable (Wire line)
5　　NORMALIZACION DE TUBOS TESTIGUEROS
32000.†ubos †e5証9ue「OS
O2/06/2006
Pd9InQ lde 8
2
　
2
　
3
　
3
　
5
　
5
　
/
0
APUN丁ES DE SONDEOS Ver 2004-11
Tubos †es†igueros
1 Tubos testigueros
La corona al ir avanzando en el terreno obtiene una barra cilindrica (testigo) que
entra en un tubo roscado a la corona (tubo porta testigo).
El tubo testiguero es un tubo de longitud variable entre O・5 y 3 metros que, Situado en
la sarta de perforaci6n detrds de la corona, reCOge la muestra cilindrica de roca
COrtada por 6sta.
Segdn sea el tipo de tubo empleado se utiliza entre la corona y el tubo otro tubo
llamado manguito calibrador.
La parte superior del tubo de rosca a la va副a por medio de una pieza llamada
Cabeza del tubo testigo.
En el interior del tubo hay un muelle extractor, un muelle troncoc6nico que se acuha
entre el testigo y la pared del tubo impide la perdida de la muestra al extraer la sarta.
El muelle troncoc6nico es un manguito, C6nico por el exterior y cilindrico por el
interior, COn una ranura longitudinal para que pueda cerrarse cuando se desliza por su
al句amiento puede ser la misma corona u otra pieza que se 11ama portamuelles o c年ia
de muelles, PerO que Siempre esta muy cerca del borde cortante de la corona.
El testigo va pasando a trav6s del mue=e. Si en estas circunstancias tiramos del tubo
hacia arriba, el muelle comienza a ajustarse al testigo, aCu露ndose en su al句amiento.
Si tiramos con mas fuerza, el testigo, debido a la s可eci6n que le hace el muelle, 11ega
a romper por tracci6n cerca del borde cortante de la corona, quedando todo 61 dentro
deltubo.
2　Tipos
Hay varios tipos de tubos testigueros:
●　SenCillo
・ doble句〇
・ doble glratOrio
●　COnCableowire-1ine
・ triple
EI prlmer tubo que se utilizo fue el tubo senc川o, PerO Se destruye gran parte del
testigo. Seguidamente se ideo el tubo testigo doble rigido, hasta que finalmente sali6
el tubo doble giratorio, el cual el tubo interior va montado sobre rodamientos a bolas,
no teniendo por que glrar. Este es el tubo que se debe emplear.
En el tubo testiguero sencillo, el fluido de perforaci6n esta en contacto con todo el
tubo testiguero, y POr tantO, nO Vale para terrenos blandos, ya que el testigo se
degrada con el giro por estar reblandecido. Tienen la venta:ja de ser sencillos, baratos
y tener un buen rendimiento en terrenos duros y compactos.
El tubo testiguero doble車jo, PreSenta la ventaja de que el fluido y el testigo no
entran en contacto hasta el final. Presenta el inconveniente de que en terreno blando
Se deteriora el testigo por el roce con el tubo interior.
32〇〇〇 †ubos †es†i9ue「OS
O2/06/2006
Pdglna 2 de 8
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Tubos †es†igueros
3　Tipos de tubos dobIes testigos。
3.1 7t/bof小O T
Este tubo es bueno para trab車ar con agua limpla, PerO nO Vale para trab匂ar con lodo,
PueS el espacio anular que queda entre el tubo exterior y el interior es muy pequefro.
I!ustraci6n 3 Tubo tipo T. (Fuente ” Manual de sondeos. TecnoIogia de la perforaci6n.,, L6pez
Jimeno,C.)
La corona tiene en todos Ios casos un espesor de 7mm, teniendo que compensar las
SlgulenteS medidas:
Holgura entre tubo exterior y aglUerO.
32000 †ubos †es†'guerOS
O2/06/2○○ら
Pd9inQ 3 de 8
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Tubos †es†igueros
Espesor de tubo exterior.
Holgura entre tubo exterior e interior.
Espesor de tubo interior.
Holgura entre tubo interior y testigo.
El motivo por el que la corona tiene 7mm de pared es que esta corona emplea menos
cantidad de diamantes en su construcci6n, aVanZa m各s deprisa y necesita un menor
Par de rotaci6n.
La parte superior del tubo estaroscada a las varillas de perforaci6n. Al girar estas
hacen glrar a la parte superior y al tubo exterior, POr eStar rOSCado al calibrador y este
a la corona, COmunica a esta ultima a esta ultima el movimiento de rotaci6n. El tubo
interior no debe girar por ir SuSPendido sobre el rodamiento
El agua penetra a trav6s de las vari11as y sale entre
dos tubos por los ag叩erOS laterales, 11egando asi al
borde interior de la corona. En este momento es
Cuando el chorro del agua mQja y lava al trozo de
testigo comprendido entre el borde inferior del
POrtamue11es y el frente cortante de la corona・ A
COntinuaci6n el agua sube por fuera del tubo exterior
arrastrando consigo el detritus que produce la corona
al ir cortando la roca.
Al ir avanzando la corona a trav6s de la roca va
obteniendo una barra cilindrica de roca llamada
testigo que va entrando en el tubo interior. Antes de
que se 11ene conviene extraer el testigo. Para
COnSeguir esto se tira hacia a正ba del tren de vari11as・
El muelle, que POr Su eXterior es c6nico, Se aCuha
COntra el testigo al cerrarse en el portamuelles.
Entonces llega a hacer tope con el borde de la
COrOna. AI seguir tirando rompe el testigo.
Cuando esta en el exterior el tubo se comienza por
desenroscar la corona. A continuaci6n se saca el
POrtamue11es con el tubo de proIongaci6n, Se POne el
tubo ve正cal, dindole unos goIpecitos para que salga
el testigo.
axial de bolas.
IIustraci6n 4 Cabeza para tubo
testigo tipo T. (Fuente ” Manual
de sondeos. TecnoIogia de la
Perforaci6n.” L6pez Jimeno, C.)
La cabeza del tubo testigo tiene un aguJerO a lo largo del eje, que luego comunica
con el exterior. Esto tiene la finalidad de que pueda ir avanzando el tubo, ya que Si no
el testigo haria como el pist6n de una bomba・ De esta manera el agua que hay va
Saliendo por ese pequefio aguJerO al exterior.
Cuando el desgaste es importante, eS neCeSario retirar los tubos, ya que Si se abusa’y
se proIonga la vida de los tubos, Puede ocu正r una averia’ya que Se Puede quedar el
tubo ab勾O.
Los tubos exteriores, que SOn los que m各s se desgastan, Se PrOtegen emPleando
Calibradores, y aPlicando un revestimiento basado en poIvo de widia a la parte
SuPerior de la cabeza.
32000.†ubos †es†i9ue「OS
O2/0ら/2○○6
Pd9血4de 8
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Tubos †es†igueros
3.2　Tubofestigo f小O J.P.H.
Se crearon para soIventar el problema de los tubos T al
utilizar lodos.
La cabeza del tubo de mayor diametro presenta la
Pa正cularidad de poder inyectar lodo al comienzo del
sondeo a traves del tubo interior.
La utilizaci6n de lodos es porque es necesario contener
hundimientos de las paredes del agujero.
La cabeza est各perforada a lo largo de su句e y el ag可ero
Central que pone en contacto las varillas con el tubo
interior se tapa a voluntad con una bola de acero. Si
introducimos el tubo sin la bola, al 11egar al fondo
POdemos myeCtar lodo, el cua=impiara el interior del
tubo interior mediante un fuerte chorro central y el
espacio anular entre los dos tubos por medio de los pasos
de agua nomales. Una vez limpio el interior del tubo se
echa la bola desde la superficie por el interior de las
Vari=as, la cual b勾ar各hasta tapar el agujero central de la
cabeza.
4　Tubotestigo con cable (Wire line〉
Se inventaron para solucionar los problemas de tener que sacar el tren de varilldyes.
Los tubos nomales tienen una longitud de 3m de largo, aSi que cada 3m se debe
SaCar el tren de varillajes, emPleando una media de 20 minutos (para extraer un tren
de varillajes de lOOm). Ademds hay que sumar el tiempo en extraer el testigo,
1impiarlo, y VOIver a introducir el tren. En total el tiempo empleado llega a la hora・
EI sistema wire-1ine consiste en un tubo testiguero doble cuyo cuexpo interior esta
unido al extrior mediante un sistema de retenci6n mecanico. De esta forma, Cuando
el tubo interior ha recogido el testigo, Se lanza por el interior del vari11aie un arp6n
Sljeto por un cable que “pesca” el tubo por su parte superior al tiempo que libera el
mecanismo de retenci6n, SaCando a continuaci6n el tubo con el testigo por el interior
del varill匂e sin necesidad de extraer 6ste.
Este tipo de tubos presenta la particularidad de que el tren de perforaci6n est各
fomado por tuberia de casi el mismo diametro que el tubo testigo, en lugar de
varillas.
Se comienza a perforar y cuando es necesario extraer el testigo, Se quita la giratoria
de inyecci6n y se introdし鵜CeしIn Cable por el interior del tren de tし1bos・ Este cable va
PrOVisto de un gancho especial, que COn Su PeSO ayuda a descender el cable. Al llegar
32000.†ub05 †es有9ue「OS
O2/0ら/2○○ら
Pd9inQ 5de 8
APUNTES DE SONDEOS Ver 2○○4-11
丁ubos †es†i9ue「OS
encima de la cabeza del tubo testigo interior pesca a esta cabeza. Entonces se tira
hacia arriba y se extrae el tubo interior con su testigo・
Ilustraci6n 5
Tubo testigo con
Cable. (Fuente ”
Manual de
SOndeos.
Tecnologia de Ia
Perforaci6n.’’
L6pez Jimeno,
C.)
Las ventalas que se conslguen COn eSte PrOCedimiento son:
・ Reducci6n del tiempo de maniobra.
●　Se conslgue mayOr eStabilidad del tren de perforaci6n al
aumentar su diametro por emplear tubos en lugar de
varillas.
●　Se puede perforar a mayor velocidad de rotaci6n’
aumentando la velocidad de penetraci6n.
・ Se pueden utilizar bombas pequehas, POr quedar menos
espacio anular entre el tren de perforaci6n y el ag可ero・
●　Apa正rde unos lOOm es mds econ6mico yse obtienen
mayores rendimientos perforando con este metodo.
・ Menor riesgo de hundimiento en el sondeo.
. Menor desgaste del varilldye y del equipo de extracci6n.
Los inconvenientes sin embargo son:
・ El testigo que se obtiene es sensiblemente mas pequefio que
COn una Perforaci6n nomal・
・ En terrenos en los que es necesario perforar con lodos, hay
que tener especial cuidado, ya que un bloqueo del tren de
Perforaci6n es muy d甫cil de salvar.
・ La corona es mucho mas cara por tener un espesor muy
SuPerior.
Este sistema es apropiado para fomaciones en las que las coronas pemitan perforar
al menos de lO a 15 metros sin tener que ser reemplazadas.
5　NORMALIZAC!ON DE TUBOS TESTIGUEROS
La noma americana designa los tubos testigueros mediante una serie de letras.
La prlmera de e=as indica el tama充o aproximado del sondeo segun el cuadro
Slgulente:
Denominaci6n �Tamafioaprox. 
(pulgadas) 
R �l 
E �1差 
A �2 
B �2与を 
3200〇両b05 †es両9ue「oS
O2/06/2006
Pd9-nOらde 8
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Tubos †es†igueros
N �3 
H �4 
P �5 
S �6 
U �7 
Z �8 
Una segunda letra (w) introdujo unas modificaciones a estos diametros originales con
Objeto de consegulr unJuegO de tubos de revestimiento que encaJaSen unO dentro del
OtrO y POSibilitasen los sondeos telesc6picos.
La tercera letra (G,M,T,L 6 F) indica una caracteristica especial del tubo testiguero.
Por QjempIo, G y T sirven para designar tubos portatestigos en los cuales la salida del
agua esta bastante l句os del corte de la corona. Por su parte, 1a letra M representa un
tubo portatestigos con salida de agua muy cerca del corte, mientras que la F indica
Salida frontal de la misma por e=abio de la corona・ Asimismo, 1a letra L sirve para
designar aquellos tubos portatestigos disefiados para el sistema wire-1ine.
6　RECONOC看MIENTO DE SUELOS
6.1 Tbmamuestras
Dentro de este campo, 1os tubos
SaCateStigos, JuntO COn los tubos de pared
delgada, Se utilizan como tomamuestras
en el muestreo inalterado, en el cual, las
muestras que se obtienen conservan su
estructura fisica y propiedades.
En esta t6cnica los tubos se introducen
POr emPuJe, emPleindose, dentro de los
tubos testigueros, 1os de tipo giratorio
(Denison Core Barrel, figura 5.1 1) que se
CaraCterizan porque su tubo interior
sobresale de la corona.
32OOO.†ubos †es†lgue「OS
O2/06/2○○ら
APUNTES DE SONDEOS Ver 2004-11
Tubos †es†igueros
7　B冒bIiografia:
L6pez Jimeno, Carlos “Manual de Sondeos’’y “Anexos”
Bemaola AIonso, Jos6 “Sistemas De Perforaci6n “Ed: FGP
P縫inas Web:
WWW.adriatcch.com ( entrando en drilling tooIs y luego en custom built)
WWW.qlobaldr=su。.COm (entrando en catalogo)
32〇〇〇.†ubos †es両9ue「OS
O2/0ら/2○○6
Pd9ino 8 de 8