Terrenos

CORRELACIÓN ENTRE LOS PARÁMETROS DE PERFORACIÓN Y
LAS PROPIEDADES GEOMECÁNICAS DEL TERRENO
José Miguel Galera Fernández
Gracia Olivenza Jiménez
Geocontrol S.A.
Geocontrol S.A.
1. INTRODUCCIÓN
El registro de los parámetros de perforación es una técnica útil y económica para la
investigación geotécnica del subsuelo.
Los parámetros de perforación se definen por una serie de medidasfísicas llevadas a cabo en
el equipo de perforación. Algunos de los parámetros más importantes son, por ejemplo, la
presión sobre la corona, el par de rotación, la velocidad de rotación, velocidad de penetración,
y la presión de fluido.
Estos parámetros pueden combinarse mediante ecuaciones más complejas, para obtener otros
Parámetros como la energía específica o el d-exponent, que puedencorrelacionarse con las
propiedades geo mecánicas del terreno.
Los principales objetivos de la medida de los parámetros de perforación, son los siguientes:
Caracterización del terreno mediante la evaluación de las propiedades físicas,
mecánicas o hidrogeológicas del terreno a partir de estos parámetros.
Detección de cavidades.
Reducir el coste de los estudios del subsuelo en grandes proyectos,mediante la
extrapolación de los parámetros obtenidos en sondeos a testigo continuo a los
obtenidos en sondeos a destructivo.
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2. ANTECEDENTES
El registro de los parámetros de perforación ha sido aplicado en la industria petrolera desde
inicios de los años 60 (Somerton 1959); sin embargo, suaplicación en geotecnia no fue hasta
principios de los 70, con un aparato denominado ENPASOL (Hamelin et al. 1982). Este sistema
permitía el registro de varios parámetros de perforación, como el par de rotación, la presión
sobre la corona y la velocidad de penetración.
Se utilizaba normalmente en sondeos a rotación, en destructivo, y de forma ocasional en
sondeos a testigo continuo, comocomplemento cuando la recuperación era escasa.
Sistemas similares se utilizaron en los años posteriores para la identificación del límite
suelo/roca (Smith, 1994) y en proyectos de mejora del terreno (Pfister 1985; Pazuki y Doran,
1995).
3. PARÁMETROS DE PERFORACIÓN
Los parámetros que controlan el proceso de perforación pueden agruparse de la siguiente
forma:
Parámetros relacionados con el equipo,tales como la máquina, la sarta de perforación,
o la corona.
Parámetros relacionados con el proceso de perforación, como la presión sobre la
corona, la velocidad de rotación, las propiedades del fluido de perforación y su
velocidad de circulación. Estos son los principales elementos, en los que el operario
puede intervenir dentro de las posibilidades del equipo.
Parámetros relacionados conla respuesta del terreno: velocidad de penetración, par de
rotación y presión de fluido. Para unas condiciones de perforación dadas, estos
parámetros dependen únicamente de las características del terreno.
El registro de estos parámetros, puede llevarse a cabo mediante mecanismos de tipo analógico
o digitales. Los primeros, pueden registrar cuatro parámetros y proporcionan una única salidagráfica en papel. Los aparatos digitales, presentan numerosas ventajas ya que pueden registrar
más parámetros con una mayor precisión, y las medidas se obtienen en formato digital por lo
que los datos pueden tratarse posteriormente de forma matemática o estadística.
Los parámetros registrados por los principales aparatos son los siguientes:
Presión de fluido (Pf)
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Par de rotación (T)
Presión sobre la corona (F)
Velocidad de rotación (N)
Velocidad de penetración (V)
Fuerza de retención (Fr)
Vibraciones en la sarta de perforación
Tiempo por cada 5 mm de penetración (t)
Las medidas obtenidas varían con el equipo de perforación y la forma de utilizarlo, por lo que
es necesario...