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SONDEOS
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Mg. Miguel Llorente IsidroConsultor Intercade
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PERFIL DEL EXPOSITOR
� Ingeniería Geológica en la Universidad de Salamanca.
� Diplomado de Estudios Avanzados en la Universidad Complutensede Madrid.
� Maestría en el Centro de Estudios y Experimentación de ObrasPúblicas de España.
� Doctorado en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Minasde la Universidad Politécnica de Madrid.
� Técnico Superior Especialista en Riesgos Geológicos en el InstitutoGeológico y Minero de España.
� Más de diez años de experiencia en empresa, investigación ydocencia.
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INDICE
1. Clasificación de los sondeos y métodos de perforación
2. Propiedades de las rocas y de los suelos
3. Factores que afectan su perforabilidad
4. Perforaciones: equipos, muestras, velocidad y costo
5. Mediciones y control de sondeos
6. Testificación de sondeos
7. Medidas de seguridad durante la realización de sondeos
8. Aplicaciones informáticas en sondeos
9. Sondeos de investigación minera
10. Sondeos para la extracción de minerales
11. Otras aplicaciones
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INDICE1. Clasificación de los sondeos
� Definiciones y conceptos básicos
� Sondeos según su aplicación
• Sondeos de investigación
• Sondeos de explotación
• Sondeos tecnológicos
� Sondeos según sus características geométricas
• Longitud
• Diámetro
• Inclinación
� Sondeos según el método de perforación
• Sondeos a percusión
• Sondeos a rotación
• Sondeos a rotopercusión
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DEFINICIONES Y CONCEPTOS BASICOS
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Definición de sondeo
Perforación en la tierra con fines diversos, tales como los siguientes:
� Reconocer el terreno enprofundidad.
� Atravesar capas rocosas o desuelo cementado.
� Realizar ensayos in situ: SPT,presiómetro, molinete,permeabilidad, etc.
� Obtener muestras delsubsuelo.
� Acceder a recursos mineraleso energéticos.
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Partes de una máquina de sondeo
�Motor rotación
�Mordaza
�Motor de empuje
�Unión entre varillas
�Tubos (varillaje)
�Martillo o tomamuestras
�Boca, corona, cabeza perforante
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1. MOTOR DE ROTACION2. MORDAZA GUIA3. MOTR DE EMPUJE4. ACOPLAMIENTO5. TUBOS6. MARTILLO7. BOCA
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CLASIFICACION DE SONDEOS SEGUN SU
APLICACION
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Tipos de sondeos según su aplicación
� Investigación. Reconocimiento de estructuras geológicas.
� Explotación. Extracción de materiales líquidos y gaseosos.
�Tecnológicos. Sondeos con finalidad especial.
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Sondeos de investigación
�Cartográficos: confección mapas
�Geológicos: análisis de estructuras geológicas
�Prospección y evaluación geológico-minera
�Hidrogeológicos: estudio de aguas subterráneas
�Geotécnicos: obras civiles y construcción
�Sísmicos: para ensayos sísmicos
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Integrated Ocean Drilling Program (IODP)
International Continental Scientific Drilling Program (ICDP)
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Sondeos de investigación :
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Sondeos de investigación
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Sondeos de explotación
�Captación de agua, petróleo, gas
�Disolución y lixiviación
�Gasificación subterránea del carbón
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Sondeos tecnológicos
� Barrenos de voladura
� Consolidación de terrenos
� Drenaje
� Desgasificación
� Inyección, almacenamiento de CO2
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CLASIFICACION DE SONDEOS SEGUN SUS CARACTERISTICAS
GEOMETRICAS
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Tipos de sondeos según características geométricas
� Longitud
� Diámetro
� Inclinación
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Tipos de sondeos según características geométricas
Longitud : en función de la profundidad alcanzada
�Superficiales: < 200 m (geotecnia, obra civil)
�Poco profundo: de 200 a 1200 m (sondeos de
explotación)
�Medios: de 1200 a 2500 m
�Profundos: de 2500 a 4000 m
�Muy profundos: > 4000 m
Perforación más profunda: Kola, Rusia 12 262 m (investigación) 1970-1989
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Tipos de sondeos según características geométricas
Diámetro : en función del diámetro de perforación
�Desde centímetros (barrenos) hasta metros (captación)
�Por debajo de 36 mm riesgo de rotura del testigo
�De diámetro variable: petróleo inicio 580 mm (26”) y fin 96 mm (3 ¾”)
�En producción 114 mm (4 ½”)
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Tipos de sondeos según características geométricas
Diámetro : en función del diámetro de perforación
TamañoDiámetro
exterior (mm)Diámetro
interior (mm)
AQ 48 27
BQ 60 36,5
NQ 75,7 47,6
HQ 96 63,5
PQ 122,6 85
CHD 76 75,7 43,5
CHD 101 101,3 63,5
CHD 134 134,0 85,0Wire-lineCorona diamantes
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Tipos de sondeos según características geométricas
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Tipos de sondeos según características geométricas
Inclinación : según la verticalidad o el ángulo del sondeo
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CLASIFICACION DE SONDEOS SEGUN EL METODODE PERFORACION
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Tipos de sondeos según el método de perforación
� Percusión o trépano
� Rotación
� Rotopercusión
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Tipos de sondeos según el método de perforación
Percusión o trépano
a b c d e
CONTACTO
BOCA
GRIETASRADIALES
DEFORMACIONELASTICA
ROCAPULVERIZADA DETRITUS
GRUESOS
PERFIL FINALDEL CRATER
10 - 20º5 - 7º
BOCA DE PASTILLAS BOCA DE BOTONES
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Tipos de sondeos según el método de perforación
Rotación�Con trépano cortante�Con trépano triturante�Con herramienta abrasiva
ANGULO DECIZALLAMIENTO
TRITURACIONEN LA ZONADE CONTACTO
LIBERACION DEFRAGMENTO
ACUMULACIONDE FINOS
(a)
(b)
( c )
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Tipos de sondeos según el método de perforación
Martillo en cabeza Martillo en el fondoneumáticohidráulico
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CLASIFICACION DE LOS METODOS DE PERFORACION
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Normalmente, en los métodos de perforación son una mezcla de varios modos de ataque.
Ataques en roca
Penetración y aplastamiento
Corte Percusión Abrasión Erosión
A percusión A rotación
�Por hinca�Percusión por cable�Rotopercusión con martillo
�Barena helicoidales o de aletas�Triconos de dientes�Coronas
PROCEDIMIENTO DE DESTRUCCION DE LA ROCA
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CLASIFICACION DE LOS METODOS POR EL PROCEDIMIENTO
DE EVACUACION DE LOS DETRITUS
MECANICAMENTE FUIDO CON CIRCULACIONDIRECTA
ALUDO CON CIRCULACIONINVERSA
PERFORACIONCON CABLE(CUCHARAS)
TORNILLOHELECODALCONTINUO
AUGER
PERFORACIONROTATIVA Y
CON MARTILLOEN FONDO
MARTILLOS ROTOPERCUTIVOSHIDRAULICOS Y NEUMATICOS
CIRCULACIONINVERSA
G.L CONTUBO DOBLE G.L CON
TUBO DOBLEY MARTILLOEN FONDO
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Mecánico discontinuo con cucharas o campanas
CLASIFICACION DE LOS METODOS POR EL PROCEDIMIENTO
DE EVACUACION DE LOS DETRITUS
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Mecánico continuo con tornillo helicoidal
CLASIFICACION DE LOS METODOS POR EL PROCEDIMIENTO
DE EVACUACION DE LOS DETRITUS
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Con fluidos, circulación directa (el fluido desciende por el varillaje y asciende por el espacio anular)
Con fluidos, circulación inversa
(el fluido desciende por el espacio anular
y asciende por el varillaje)
CLASIFICACION DE LOS METODOS POR EL PROCEDIMIENTO
DE EVACUACION DE LOS DETRITUS
BARRENA TRICONA
PARED DELPOZO
ESQUIRLAS CIRCULANDO ALA SUPERFICIE ATRAVESDEL ESPACIO ANULAR
ADEME
ZANJA DE ALMACENAMIENTO
MANGUERA DESUCCIONREJILLA
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BIBLIOGRAFIA
� Azar, J. J. (2007). Drilling Engineering. Oklahoma. 491 pp.
� CRC Lewis Publishers (1996). Drilling: The Manual of Methods,Applications, and Management. Nueva York. 615 p.
� GONZÁLEZ DE VALLEJO, L. I. (2002). Ingeniería Geológica. Madrid.744 pp.
� LÓPEZ JIMENO, C. (2000). Manual de sondeos, tecnología deperforación. Madrid. 699 pp.
� LÓPEZ JIMENO, C. (2001). Manual de sondeos, aplicaciones. Madrid.409 pp.
� LÓPEZ JIMENO, C. (2003). Manual de perforación y voladura de rocas.Madrid. 780 pp.
� PUY HUARTE, J. (1987). Procedimientos de sondeos : teoría, práctica yaplicaciones. Madrid. 667 pp.
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INDICE
1. Clasificación de los sondeos y métodos de perforación
2. Propiedades de las rocas y de los suelos
3. Factores que afectan su perforabilidad
4. Perforaciones: equipos, muestras, velocidad y costo
5. Mediciones y control de sondeos
6. Testificación de sondeos
7. Medidas de seguridad durante la realización de sondeos
8. Aplicaciones informáticas en sondeos
9. Sondeos de investigación minera
10. Sondeos para la extracción de minerales
11. Otras aplicaciones
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INDICE
1. Clasificación de los sondeos y métodos de perforación
2. Propiedades de las rocas y de los suelos
3. Factores que afectan su perforabilidad
4. Perforaciones: equipos, muestras, velocidad y costo
5. Mediciones y control de sondeos
6. Testificación de sondeos
7. Medidas de seguridad durante la realización de sondeos
8. Aplicaciones informáticas en sondeos
9. Sondeos de investigación minera
10. Sondeos para la extracción de minerales
11. Otras aplicaciones
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INDICE
� Definición y tipos de rocas
Ígneas, sedimentarias, metamórficas
� Propiedades de las rocas
Composición, Ø, porosidad, permeabilidad…
�Clasificación de macizos rocosos
Terzagui, Laufer, Protodyakonov, Louis…
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DEFINICION Y TIPO DE ROCAS
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(Geol.) Compuesto natural de uno o varios minerales como resultado dediferentes procesos geológicos .
(Ing.) Agregados naturales duros y compactos de uno o varios mineralescon fuertes uniones cohesivas permanentes que se consideran,habitualmente, como un sistema continuo. Se distinguen de los suelos en queestos se pueden desagregar sin el uso de una importante cantidad deenergía.
(Geol.)Rocas sólidas: granito, basaltoRocas líquidas: petróleo, aguaMinerales sólidos: cuarzo, biotitaMinerales líquidos: mercurio y agua
Rocas (Geol.) o suelos (Ing.): arenas no cementadas
ROCA