ANEXO DE BROCAS DE PERFORACION by Coinspetrol Ltda

2. INTRODUCCION

Teniendo en cuenta que la tecnología en las operaciones de perforación de pozos exploratorios cada día es másavanzada, es obligación estar al tanto de estos avances. Todos los sistemas de perforación implementados en el mundo deben tener esa herramienta necesaria como lo es la broca. Desde los comienzos de la historia de la perforación este elemento ha jugado un papel demasiado importante y sus avances en cuanto a diseño, materiales de construcción etc., no deben inquietar, por lo tanto debemos estar al tanto de todo esto. Es importante tener en cuenta que cada casa constructora tiene sus propias especificaciones y codificación para cada broca, pero tienen un objetivo en común desarrollar una tecnología que nos permita avanzar en la perforación al menor costo posible y con las mejores condiciones de seguridad.

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Uno de los principales problemas o dificultades que se no puede presentar en el trabajo es la falta de presupuesto para poderlo llevar, el tiempo que gastamos para la elaboración de nuestro anteproyecto, falta de información para la elaboración de nuestro anteproyecto, y una de las causas quemás se nos dificulto es la falta de asesoría por parte de nuestro director de escuela ya que es una persona muy ocupado en la industria.

Durante la perforación de pozos se han estado confrontando problemas tanto técnicos como tecnológicos que ocasionan grandes pérdidas de tiempo, considerables afectaciones económicas y materiales a la economía del país, también el uso de varios dispositivos orientadores en las composiciones mecánicas ocasionando grandes pérdidas de tiempo en maniobras de la herramienta, envejece la cámara del pozo por lo que aumenta considerablemente las posibilidades de averías al surgir canales en las paredes del mismo.

Debido a que el personal capacitado se le haya olvidado algunos conocimientos en el transcurso de su trabajo, es por eso que se ha decidido elaborar con nuestros conocimientos en perforación una ayuda que facilite el aprendizaje a los estudiantes de COINSPETROL, de los temas que tienen que ver con la industria petrolera; llamándola así anexo de brocas de perforación.

¿Bastara anexo de brocas de perforación para que los alumnos tengan más claros sus conocimientos?

4. JUSTIFICACION

Esta propuesta se hacecon el fin de entregar un anexo de brocas el cual los estudiantes y docentes de la institución obtengan mayor grado de información para un propio beneficio y así instruirse en el campo de la perforación teniendo en cuenta las diferentes tipos de brocas.

Ya que para los estudiantes la información acerca de brocas es muy poca y difícil de acceder a ella, este anexo los orientara para que tengan un conocimiento e ideas más claras y completas acerca de este tema.

5. OBJETIVOS

5.1 OBJETIVO GENERAL

•

Diseñar y elaborar un anexo de brocas de perforación que fortalezca el conocimiento de los estudiantes de una manera más compleja y fácil.

5.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

•

Dejar información de las diferentes clases de brocas para facilitar a los demás estudiantes su estudio ya que estos temas no se encuentran fácil mente en redes de internet.

•

Buscar más información sobre los materiales que están elaboradas las brocas.

•

Obtener más conocimiento acerca de cada broca.

• Buscar información sobre tipos de brocas.

6. ALCANCES Y LIMITACIONES

El alcance que se quiere obtener con este anexo de brocas es darle a conocer a los estudiantes, cuerpo de docentes,más información de una manera más clara y sensata, también garantizar mediante la utilización de nuestra información una clara enseñanza

y transferir el conocimiento a toda aquella que lo necesite

especialmente a los estudiantes de COINSPETROL.

Las limitaciones principales son los ingresos adquiridos durante laelaboración de este proyecto, el tiempo gastado que se requiere ya que fue muy poco, también tuvimos problemas con la asesoría de el docente de la línea de carrera.

7. METODOLOGIA

Se explicaran los pasos según el cronograma establecido de la siguiente manera de nuestro anteproyecto titulado guía didáctica de brocas.

7.1. Selección del tema: Paraseleccionar el tema se hace un recuento de todos los temas vistos durante los tres semestres en el área de perforación y completamiento de pozos petroleros y así se escogen los temas con los cuales se tiene más empatía para poder de una manera más fácil la realizar una l de guía didáctica de brocas de perforación.

7.2.Recopilar información: Ya teniendo los temas claros se dio inicio a la investigación de información en los diferentes medios como internet, bibliotecas entre otros, de cada uno se los temas seleccionados en el paso anterior torres de perforación, tipos de brocas, tipos de perforaciones, sistemas de perforación.

7.3. Análisis de la información: En este paso de toda la información ya obtenida se selecciona la que va a ser utilizada en el proyecto y con ello se inicia la búsqueda de una metodología para presentar el proyecto de tal forma que sea agradable para todas las personas.

7.4. Elaboración del borrador del anteproyecto: En este paso se dará inicio a la redacción de los objetivos, alcances, limitaciones, metodología, cronograma, presupuestos y marco teórico para así ir organizando lo que será el anteproyecto de grado.

7.5. Revisión del borrador anteproyecto: Durante este tiempo se presentara el borrador del anteproyecto al director de tesis para que corrija la redacción e información que están planteados en el además de la revisión de normas Icontec y estipulaciones exigidas por el instituto para la presentación del anteproyecto de grado.

7.6. Ajustes del anteproyecto: Serán todas aquellas observaciones efectuadas por el director del anteproyecto luego del conocimiento y análisis del documento borrador, se pasara a limpio el anteproyecto para continuar con el siguiente paso.

7.7. Radicación del proyecto: Se entregara la acta de radicación del anteproyecto a la secretaria de la institución para registrarlo y que no haya similitud con los otros proyectos realizados en años anteriores ni que otras personas se puedan plagiarlo.

7.8. Elaboración borrador de proyecto: En este paso se inició la creación del borrador del proyecto final, donde se redactan los agradecimientos, alcances y el marco teórico de los temas a tratar en este proyecto, temas, tales como perforación y control de pozos.

7.9. Revisión del borrador del proyecto: En esta semana se le presenta el borrador del proyecto al director de tesis para que haga todas las correcciones necesarias ya si realizar los ajustes necesarios y continuar acercándose al final del proyecto.

7.10. Ajustes del proyecto: Luego de las observaciones realizadas por el director de tesis, se procede a pasar en limpio el proyecto para finalizar con la elaboración de este y proceder a empastar

7.11. Elaboración de la enciclopedia: En esta etapa se reúne con una persona que maneje los programas para realizar el manual de brocas y se da inicio a la elaboración del mismo donde poco a poco se van realizando las correcciones del mismo. Para obtener el resultado final.

7.12. Sustentación: Este es el paso final, se presenta ante las directivas del instituto y compañeros, el resultado final del proyecto donde se explica cómo se realizó el proyecto y el resultado final. 22

8. MARCO TEORICO

8.1. BROCAS DE PERFORACION: Originalmente, en los primeros años de la perforación rotatoria, el tipo común de barrena fue la de arrastre, fricción o aletas, compuesta por dos o tres aletas. La base afilada de las aletas, hechas de acero duro, se reforzaba con aleaciones metálicas más resistentes para darle mayor durabilidad. Algunos tipos eran aletas reemplazables.

Este tipo de barrenas se comportaban bien en estratos blandos y semiduros, pero en estratos duros el avance de la perforación era muy lento o casi imposible. El filo de la aleta o cuchilla se tornaba romo rápidamente por el continuo girar sobre roca dura, no obstante el peso que se le impusiese a la barrena para lograr que penetrara el estrato.

Al surgir la idea de obtener una muestra cilíndrica larga (núcleo) de las formaciones geológicas, la barrena de aleta fue rediseñada integrándole un cilindro de menor diámetro, concéntrico con el diámetro mayor de la barrena. Así que durante la perforación, la desmenuza un superficie circular creada por la diferencia entre los dos diámetros, y el núcleo, de diámetro igual al del cilindro interno de la barrena, se va cortando a medida que la barrena corta-núcleo avanza.

A partir de 1909 la barrena de conos giratorios hizo su aparición. Este nuevo tipo de barrena gano aceptación bien pronto y hasta ahora es el tipo más utilizado para perforar rocas, desde blandas hasta las duras y muy duras. Las barrenas se 23

fabrican de dos, tres o cuatro conos. A través de la experiencia acumulada durante todos estos años, el diseño, la disposición y características de los dientes integrales o los de forma esférica, semiesférica o botón incrustado, tienden a que su durabilidad para cortar el mayor volumen posible de roca se traduzca en la economía que representa mantener activa la barrena en el hoyo durante el mayor tiempo posible.

Cada cono rota alrededor de un eje fijo que tiene que ser muy fuerte para que cada cono soporte el peso que se le impone a la barrena y pueda morder bien la roca para desmenuzarla. Por lo tanto, el encaje del cono debe ser muy seguro para evitar que el cono se desprenda. El movimiento rotatorio eficaz del cono se debe al conjunto de rolineras internas empotradas alrededor del eje, las cuales por lubricación adecuadamente hermética mantienen su deslizamiento.

Además, la disposición, el diámetro y las características de los orificios o boquillas fijas o reemplazables por donde sale el lodo a través de la barrena, han sido objeto de modificaciones técnicas para lograr mayor eficacia hidráulica, tanto para mantener la barrena en mejor estado físico como para mantener el fondo del hoyo libre de ripios que produce el avance de la barrena.

Por los detalles mencionados se apreciara que la fabricación de barrenas requiere la utilización de aceros duros y aleaciones especiales que respondan a las fuerzas de desgaste que imponen a las diferentes partes de la barrena la rotación y el peso, la fricción, el calor y la abrasión

Cada barrena tiene un diámetro específico que determina el diámetro del hoyo que se intente hacer. Y como en las tareas de perforación se requieren barrenas de

diferentes diámetros, hay un grupo de gran diámetro que va desde 610 hasta 1.080 mm y seis rangos intermedios. El peso de esta clase de barrenas es de 1.080 a 1.575 kilogramos, lo cual da idea de la robustez de la pieza.

El otro grupo de barrenas, de 36 rangos intermedios de diámetro, incluye las de 73 hasta 660 mm de diámetro, cuyos pesos acusan 1,8 a 552 kilogramos.

La selección del grupo de barrenas que ha de utilizarse en la perforación en determinado sitio, depende de los diámetros de las sartas de revestimientos requeridas. Por otra parte, las características y grado de solidez de los estratos que conforman la columna geológica en el sitio determinan el tipo de barrenas más adecuado que debe elegirse. Generalmente, la elección de barrenas se fundamenta en la experiencia y resultados obtenidos en la perforación de formaciones muy blandas, blandas, semiduras, duras y muy duras en el área u otras áreas. En el caso de un territorio virgen se paga el noviciado y al correr el tiempo se ajustara la selección a las características de las rocas.

8.2. SELECCION DE BARRENAS: El desempeño de la barrena es medido por la longitud total y el tiempo de perforación, antes de quela barrena deba ser sacada y reemplazada. Costo mínimo por metro (o pies), es el principal objetivo.

Una revisión cuidadosa de la información del pozo vecino (o de prueba), debe ser realizada, cuandose selecciona una barrena, para una sección del agujero, en particular.Las consideraciones principales para seleccionar una barrena son:



Geología



Propiedades de la formación



Fuerza de compresión

Se refiere a la fuerza intrínseca de la roca, la cual está basada en su composición, método de deposición y compacta miento. Es importante considerar la fuerza compresiva, “confinada” o “ensitio”, de una formación dada. Muchos fabricantes de barrenas, proveen ahora un serviciosuplementario de análisis de resistencia de rocas, como ayuda para la selección de barrenas. 

Elasticidad

Afecta la forma en la que la roca falla. Una roca que falla en forma “plástica”, más que fracturarse,se deformará. 

Abrasión



Presión de sobre-carga

Afecta la cantidad de compactación de sedimentos y por lo tanto la dureza de la roca. 

Atrapa miento



Presión de los poros

Afecta los requerimientos de peso del lodo y puede afectar la velocidad de perforación. 

Porosidad y Permeabilidad

Cambios de formación dentro de una sección dada del agujero. 26

Los cambios en la formación, durante la corrida de una barrena, pueden tener un efecto significativosobre el desempeño de la barrena.

Las formaciones a ser perforadas y las profundidades predichas de los cambios de formación, serándados en el programa de perforación y formarán la base de la selección de barrenas.

importanterecordar

diferencia

entre

exploración

y perforación

evaluación/desarrollo, en el lo siguiente: 

Para la perforación de evaluación/desarrollo, se conocerá mucho sobre las propiedades delas formaciones pronosticadas y la selección de barrenas estará basada en el desempeño de labarrena en pozos vecinos (o de prueba) junto con la data de registro electrónico (sónico, rayosgamma, etc.), datos de registro de lodo, muestras de núcleo, etc.



Perforabilidadde las formaciones que probablemente sean encontradas y por lo tanto será desarrollado unprograma de barrenas más conservativo. En estas situaciones es prudente cargar una variedad másamplia de diseños de barrena, para cubrir todas las eventualidades.



Tamaño del agujero y programa de tuberías de revestimiento.



Perfil direccional de la trayectoria del pozo y navegabilidad del diseño de barrena.



Tipo de transmisión (Rotaria/Rotaria Navegable/Motor de Lodo /Turbina).



Propiedades del fluido de perforación. 27



Hidráulica.

8.3.

Los Cojinetes (Rodamientos):

Cojinetes de rodillos y de bola nosellados también se fabrican y son primordialmente utilizados para secciones superiores del agujero,en donde el tiempo de viaje es corto y las altas velocidades rotarias, son preferibles. Los cojinetes defricción no contienen rodillos, solamente un muñón sólido incluido en la superficie del cono o un buje,el cual cabe entre el cono y la muñonera.

Los rozamientos se diseñan de tal forma que todos los elementos de los cojinetes estén cargados demanera uniforme y se puedan utilizar altos pesos en barrena y velocidades rotarias.Un reservoriosellado de lubricantes es mantenido dentro del cuerpo de la barrena para lubricar los cojinetes o losrodamientos.

Imagen “Los Cojinetes (Rodamientos)”

8.4. EL LODO SE ENFRIA Y LUBRICA LOSCOJINETES SIN SELLO GRASA DEL RESERVORIO INCORPORADOLUBRICA LOS COJINETES SELLADOS:

Selección de Barrena de Tres Conos

En muchas ocasiones, las barrenas de conos pueden ser corridas en las mismas aplicaciones quelas barrenas de cortadores fijos PDC, particularmente las barrenas tipo “Premium” para motor condientes de gran diámetro y barrenas “Premium” de insertos para altas velocidades (algunas de lascuales incorporan sellos de metal). Las barrenas de conos, en general, perforan más lento que lasbarrenas PDC y tienen una vida más corta en términos de la longitud en pies (o metros) que puedaser perforada. Sin embargo, en relación con la barrena en sí, su precio es menor al de las barrenasPDC. La elección de cuál barrena se debe correr en una aplicación dada, muchas veces depende delos resultados del análisis de costo por pie.

Las siguientes directrices básicas deberán ser utilizadas como una ayuda para la selección de lasbarrenas de conos: 

La lutita tiene una mayor respuesta a las RPM.



La roca caliza tiene una mayor respuesta de perforación al peso sobre barrena.



Las barrenas con cojinete de rodillos pueden ser corridas con RPM más altas que las barrenas concojinetes de fricción.



Las barrenas con cojinetes sellados pueden tener una vida más larga, que las barrenas concojinetes abiertos.



Las barrenas de conos dentados con cojinetes de muñón (de fricción), pueden ser corridas conpesos más altos que las barrenas de conos dentados con cojinete de rodillos.



Las barrenas de cortadores fijos pueden ser corridas a mayores RPM que las barrenas de conos.



Las barrenas con alta excentricidad de conos podrían desgastar más en el calibre.



Las barrenas con alta excentricidad podrían también causar mayor desviación del agujero.

Las aplicaciones en donde se tiende a utilizar barrenas de conos antes que barrenas de cortadoresfijos, incluyen:

Pozos Exploratorios: En donde existe insuficiente formación para determinar si las formaciones aser perforadas son demasiado duras para ser perforadas con barrenas PDC. Otro factor quefavorece a las barrenas de conos en los pozos exploratorios, es el tamaño de los recortes. Losgeólogos algunas veces prefieren que no se corran barrenas PDC, debido a que los recortesgenerados por barrenas PDC en las formaciones, probablemente productoras, tienden a ser muchomás pequeños que aquellos hechos por barrenas de conos.

Intervalos Cortos: En donde la larga vida de una PDC de alto costo, no puede ser nivelada a unmenor costo por pie.

Situaciones de Alto Riesgo: En donde existe una alta probabilidad de dañar la barrena (como porejemplo, limpiar equipo de cementación que contenga partes metálicas).

Áreas de Perforación de Bajo Costo: En donde el valor del tiempo ahorrado por una barrena PDCde perforación más rápida, no es suficiente para desviar el precio más alto de la barrena.

Formaciones Extremadamente Duras: En donde las barrenas de PDC aun no han demostradopoder perforar de manera económica.

ÁreasAltas en Fallas con intercalaciones Duras: En donde es extremadamente difícil predecir cuándo una formación extremadamente dura (en particular una que contenga nódulos de rocacuarzosa), será encontrada.

El Sistema de Clasificación de la IADC para Barrenas de Conos: Este esquema de clasificación provee un método para categorizar las barrenas de conos de acuerdocon sus características de diseño y la intención de sus aplicaciones. El código de clasificación parauna barrena individual, contiene cuatro caracteres. Los primeros tres caracteres son numéricos y elcuarto es alfabético. Primer Carácter – Series de Estructuras Cortantes (1-8): Los números de series describen las características de información general. Los números 1-3 se refierena barrenas de conos dentados y del 4-8 cubren las barrenas de insertos. Dentro de los grupos, laformación se vuelve más dura, a medida que el número se incrementa Segundo Carácter – Tipos de Estructuras Cortantes (1-4):

Cada una de las series anteriores es dividida en cuatro tipos de grado y dureza. El Tipo 1 se refiere abarrenas diseñadas para la formación más blanda en una Serie en particular y el Tipo 4 a barrenaspara la formación más dura.

Tercer Carácter Cojinete / Calibre del diámetro: Existen siete categorías para el diseño de cojinetes y protección del calibre. Cuarto Carácter – Características / Mejoras Disponibles (Opcional): Diez y seis caracteres alfabéticos son utilizados para indicar “Características Disponibles”. Estasincluyen estructuras cortantes, configuraciones hidráulicas y protección al calibre de cuerpo.

9. DIFERENTES TIPOS DE BROCAS 2

Imagen “Selección de Barrena de Tres Conos”

9.1 Barrena de conos: Barrenas de tres conos o barrenas de conos, fueron introducidas por primera vez en los años 30 porHughes ToolCompany. Las barrenas de conos incluyen cortadores de acero montadas en el cuerpode la barrena, de tal manera que son libres de rotar. La mayoría de las barrenas de conos tienen tresconos, a pesar de que existen diseños que utilizan dos y cuatro conos. Recientemente se han vueltoa utilizar barrenas de un cono para la perforación de hoyos estrechos.

9.2 Características de la Barrena de Conos: Las barrenas de conos tienen tres elementos principales: •

Cortadores (o conos)

•

Cojinetes (valeros o rodamientos)

9.3 Los Cortadores: 3

Imagen “Diferentes Tipos de Conos”

Los elementos cortantes de una barrena de conos, son filas circunferenciales de dientes, que seextienden de cada cono y se entrelazan entre las filas de dientes de los conos adyacentes. Estosson, ya sea forjados con maquina desde la estructura de acero de los conos (Barrena de ConosDentados), o son prefabricados

carburo

tungsteno

más

duro

ensambladas

bolsillosforjados dentro de los conos (Barrenas de Insertos).

Las barrenas de insertos de carburo de tungsteno, fueron originalmente diseñadas para perforarformaciones extremadamente duras y/o abrasivas, tales como chert (roca cuarzosa) y cuarcita, queno podían perforarse con barrenas de conos dentados diseñadas para formaciones más blandas. Sinembargo, y debido a su durabilidad

superior,

ahora

también

existen

diseños

barrenas

insertos,adecuados para perforar formaciones blandas, en forma económica.

Los dientes pueden ser de una gran variedad de formas y tamaños, dependiendo de la intención dela aplicación y son responsables de triturar o excavar la formación, mientras la barrena rota. Latrituración proviene del alto peso colocado sobre la barrena el cual empuja los dientes hacia dentrode la roca, a medida que los conos y la barrena, rotan.

Excentricidad de los Conos:

La acción de excavación de una barrena de tres conos, es el resultado de la excentricidad de losconos en la barrena que hace que no roten sobre sus ejes reales. La Excentricidad (offset) es ladistancia horizontal entre la línea central de la barrena y un plano vertical, a través de la línea centraldel muñón o eje del cono. La excentricidad se refiere al grado de desalineación y se conoce también como oblicuidad (skew).

Si los conos son forzados a rotar sobre un eje distinto a su eje real de rotación geométrica, sedeslizaran o arrastraran ocasionalmente, a lo largo del fondo del 4

Imagen “Excentricidad de los Conos”

agujero, produciendo de estamanera un mecanismo de elementos cortantes de arrastre o de excavación en adición al efecto de trituración mencionado antes. Por lo general, y mientras mayor sea la distancia del desalinea miento excentricidad de los conos en la barrena, mayor será el grado de la acción de elementos cortantespara la excavación / raspado. Las barrenas de conos para formaciones más blandas tienen mayor excentricidad que aquellas barrenas diseñadas para perforar roca dura, en donde podría no haber ningún tipo de desalineamiento y la barrena remueve formación, netamente debido a la acción de aplastamiento o trituración por el peso impuesto sobre ella.

9.4 Los Cojinetes (Rodamientos):

Los cojinetes o rodamientos permiten a los conos rotar alrededor del cuerpo de la barrena. Loscojinetes para barrenas de conos de primera calidad, son sellados y lubricados, para asegurar una vida más larga en el difícil ambiente del fondo del agujero. Cojinetes de rodillos y de bola no sellados también se fabrican y son primordialmente utilizados para secciones superiores del agujero, en donde el tiempo de viaje es corto y las altas velocidades rotarias, son preferibles. Los cojinetes de fricción no contienen rodillos, solamente un muñón sólido incluido en la superficie del cono o un buje, el cual cabe entre el cono y la muñonera.

Los rozamientos se diseñan de tal forma que todos los elementos de los cojinetes estén cargados de manera uniforme y se puedan utilizar altos pesos en barrena y velocidades rotarias. Un reservorio sellado de lubricantes es mantenido dentro del cuerpo de la barrena para lubricar los cojinetes o los rodamientos.

Imagen “Cojinetes ( Rodamiento)”

10. UNA BARRENA CON COJINETES DE UNIONRODILLOS Y COJINETES DE BOLA

10.1 Barrenas de cortadores fijos:

A diferencia de las barrenas de conos, no existe ningún sistema uniforme de clasificación querelacione esto lo de barrena con perforabilidad de formación. Existe una clasificación de la IADC, pero no se relaciona a la perforabilidad de formación.

Imagen “Barrena de cortadores Fijos”

10.2 Barrenas PDC:

Estructura cortante hecha de diamantes fabricados que son térmicamente estables hasta 700 grados, las barrenas de PDC cortan la formación en una acción deslizante.

Al contrario de los relativamente pequeños diamantes usados en barrenas de diamantes naturales y enbarrenas TSP, el PDC puede ser adherido al cuerpo, como grandes y filosos elementos cortantes.

Los elementos cortantes PDC están unidos a un sustrato o poste de carburo de tungsteno (queprovee mayor resistencia de impacto), que se encuentra fijo en el cuerpo/hojas de la barrena.

Elcuerpo puede ser de acero o tipo matriz.Hoy en dial as barrenas de PDC representan una gran mayoría dentro de las barrenas de cortadoresfijos.

Imagen “Barrenas PDC”

10.3 Barrenas de diamantes:

Estructura

cortante

hecha

diamantes

naturales

(estable

hasta

aproximadamente 850 grados C),que requiere buen enfriamiento y son sensitivas a cargas de choque.

Imagen â&#x20AC;&#x153;Barrenas de Diamantesâ&#x20AC;?

10.4 Barrenas TSP:

La estructura cortante hecha de diamantes fabricados, la cual exhibe una resistencia más alta a latemperatura (estable hasta 1000-1200 grados C) que los diamantes naturales, que podrían contener inclusiones o impurezas.

Imagen “Barrena TSP”

10.5 Los tipos son de forma triangular o redonda: La ventaja sobre diamantes naturales: los diamantes TSP pueden ser orientados en el cuerpo de labarrena y son auto-afilables, igual que los cortadores PDC, cuando comienzan a desgastarse.

Pero los diamantes TSP son más difíciles de unir al material de soporte que los PDC, es por esto y aligual que los diamantes naturales, que son utilizados para barrenas de tipo cuerpo de matriz,solamente.

Mecanismo Cortante:

Básicamente arando/moliendo al igual que los diamantes naturales y en menor extensión, por fuerza cortante. 10

Imagen “Mecanismo Cortante”

10.6 Barrenas impregnadas de diamantes:

Las barrenas impregnadas de diamantes (comúnmente llamadas barrenas impregnadas), contienenpolvo de diamantes naturales afilados mezclados (en varias concentraciones) con matriz de carburode tungsteno.

Los diamantes utilizados en estas barrenas son por lo general mucho más pequeños que aquellosutilizados en barrenas convencionales de diamantes naturales. Grandes diamantes naturales soncolocados en el área del calibre para mantener el tamaño del agujero durante la corrida de labarrena. Los diamantes TSP son algunas veces utilizados en conjunción con el polvo de diamantepara aplicaciones específicas en donde velocidades más altas de perforación, son requeridas.

Las barrenas impregnadas de diamantes, perforan de manera similar a las barrenas de cortadoresde diamantes naturales, pero cuando los diamantes se desgastan y son desgarrados fuera de la matriz, los nuevos quedan continuamente expuestos. Esto les da la habilidad para perforar lasformaciones más duras y abrasivas a altas RPM, lo cual las hace particularmente útiles cuando se utilizan turbinas.

Imagen “Barrenas impregnadas de diamantes”

11. UN POSTE DE RESPALDO IMPREGNADO DE DIAMANTES DETRAS DEL CORTADOR PDC. 11.1 Tecnología de la barrena PDC:

Barrenas de cuerpo de acero 12

Imagen “Barrenas de cuerpo de acero”

Barrenas de cuerpo matriz 13

Imagen “Barrenas de cuerpo matriz”

Cono: El cono de la barrena provee un grado de estabilidad cuando está perforando.

Nariz o lanza:

La nariz es la primera parte de la barrena en encontrar cualquier cambio en la formación cuando seperfora un pozo vertical. Debido a esto, es preferible tener una gran cantidad de cortadorescolocados en el área de la nariz. Parte angular de la barrena o ahusado ("Taper”):

La longitud de la parte angular de la barrena es usualmente gobernada por el requerimiento de ladensidad de corte, y su aplicación. Sin embargo, una vía alterna para lograr una alta densidad decorte sin incrementar la parte angular de la barrena es la de incrementar el número de cuchillas oaletas de corte. Las barrenas PDC utilizadas en aplicaciones de perforación direccional, tendrán porlo general un ahusado más reducido.

Radio del diámetro exterior (ODR):

El ODR se refiere a esa región del perfil de la barrena en donde el radio al final del flanco de labarrena, nos lleva dentro calibre de la misma. Esta región de la barrena es extremadamenteimportante, especialmente en aplicaciones de motor o turbina en donde las velocidades rotarias sonaltas, ya que los cortadores deben soportar los efectos de altas velocidades debido a su posiciónradial sobre la cara de la barrena.

A pesar de la velocidad angular de los cortadores en el calibre de la barrena es idéntica a lavelocidad angular de los cortadores en los conos, la velocidad tangencial es mayor, ya que es unafunción de localización radial.

EL CALIBRE Longitud: Generalmente estándar, la longitud del calibre es un compromiso entre estabilidad y sensibilidaddireccional. •

Un calibre largo provee incremento de estabilidad de barrena.

•

El diseño de calibre corto es utilizado para incrementar la sensibilidad direccional y el ultracortopara la capacidad de perforar hoyos de desvío lateral (side tracking).

Protección:

Mantener el diámetro completo del calibre, es crucial para evitar un agujero de tamaño menor a lonormal. Si la barrena es usada para aplicaciones direccionales, especialmente si un motor o turbinava a ser utilizado, la protección reforzada al calibre será más necesaria.

Los diamantes naturales son utilizados para la protección de tamaño en las barrenas de cuerpomatriz, pero también pueden ser utilizados en insertos de carburo de tungsteno, en el calibre debarrenas de cuerpo de acero.

Las barrenas de cuerpo de acero, utilizan insertos de carburo detungsteno.

En ambos casos, los elementos impregnados de diamantes, también podrían posicionarse en laparte posterior de los dientes de la barrena y dientes de la cara

para respaldarlos y para ayudar areducir torsión relacionada a la barrena, por medio de la limitación de la profundidad de corte de loscortadores principales. Los dientes de la barrena deberían ser de forma pre-aplanada.

11.2 Acción cortadora de la barrena PDC:

Las barrenas PDC perforan, cortando la formación por fuerza cizallan te, bastante parecida a laacción cortante de un torno. Las cargas compresivas verticales 14

Imagen “Acción cortadora de la barrena PDC”

causan que la roca falle deslizándosea lo largo de un plano de falla de aproximadamente 4º a horizontal.

La acción cortadora de una barrena, juega un papel fundamental en la cantidad de energía requeridapara perforar a través de una formación dada. Esta característica es generalmente presentada entérmino de “energía especifica”, la cual se define como la cantidad de energía requerida para cortaruna unidad de volumen de formación.

Una barrena que hace fallar la roca por acción cizallantedirecta, antes que utilizar altas cargas compresivas para causar que la roca falle por cizallamiento alo largo de su plano de falla natural, tiene una energía específica más baja. Como regla general, lafuerza cortante es aproximadamente un medio de la fuerza compresiva. Sin embargo esta relaciónpuede variar, dependiendo del el tipo específico de roca.

Desgaste auto-afilable:

Para mantener alta la eficiencia de energía de un mecanismo de corte tipo cizallado, es esencial queel borde cortante de los PDC se mantenga afilados. A medida que se utiliza el cortador y sedesarrolla un desgaste plano, la energía especifica del cortador se incrementa, a medida que serequiera más peso, para mantener la constante profundidad del corte.

Los cortadores PDC mantienen un borde afilado a medida que se desgastan, porque el carburo detungsteno, que se encuentra directamente detrás de la capa de diamantes, se desgasta más rápidoque el diamante poli cristalino, debido a su baja resistencia a la abrasión. Esto resulta en la formaciónde un labio de diamantes, el cual se mantiene afilado a través de la vida del cortador.

En contraste con esto, los diamantes en una barrena de diamantes, se embotan con el uso, tomandouna apariencia lisa y pulida. Los dientes en una barrera de conos, se desgastan de forma similar ypierden su eficacia con el desgaste.

Esto resulta en un mecanismo cortante que se vuelve menos eficiente a medida que la barrenaperfora. Consecuentemente, las barrenas de conos y las barrenas de diamante natural tienden aperforar una velocidad de perforación más baja, a medida que se desgastan, mientras que lasbarrenas PDC, mantienen una velocidad de perforación más alta través de todo el intervalo perforado.

12. TECNOLOGÍA DEL CORTADOR PDC

12.1 El cortador PDC:

Térmicamente estable hasta los 700 grados C., el elemento cortante PDC está unido a un substratode carburo de tungsteno que se encuentra fijo dentro del cuerpo / aletas de la barrena. En la mayoríade los casos los cortadores PDC se encuentran adjuntos a ya sea el poste angular o los substratoscilíndricos, a pesar de que otro tipo de ensambles, son producidos por los fabricantes. Por ejemplo,uno soporte cilíndrico significa que se puede lograr mayor densidad del cortador, ya que loscortadores cónicos pueden ser colocados más cerca el uno del otro, en el cuerpo de la barrena.

Imagen “El Cortador PDC”

12.2 Densidad del cortador:

Hablando de forma general, mientras más duras y / o más abrasivas sean las formaciones, más altaserá la cantidad de cortadores.

Sin embargo una cantidad alta de cortadores, hace a la barrena, más costosa (particularmentedebido a que los componentes PDC constituyen un alto porcentaje del costo total de la barrena) y, engeneral, causa que la barrena perfore a una velocidad de perforación más lenta.

12.3 Tamaño del cortador:

Se encuentra disponible una variedad de tamaños de cortadores PDC desde 8mm a 50mm dediámetro. Los cortadores PDC más grandes, son más agresivos, generan más torsión y son mássusceptibles al daño por impacto que las barrenas con cortadores más pequeños, de modo que sonmás apropiadas para formaciones blandas. •

Los cortadores de 8mm han sido utilizados en barrenas para formaciones más duras. Sin embargo,los cortadores más pequeños muchas veces implican una ROP más baja y un WOB más alto.

También son útiles en aplicaciones direccionales, ya que el punto de carga reducido que resulta dela distribución del WOB sobre un gran número de cortadores, produce una torsión menor en la carade la barrena. •

Los cortadores de 13mm, son el tamaño industrial estándar, ellos son los más aplicables paraformaciones desde media hasta dura, así como roca abrasiva.

•

Los cortadores de 16mm están muchas veces asociados con formaciones

•

Los cortadores de 19mm están por lo general asociados con perforaciones rápidas en formacionesdesde blandas hasta medias. Ha sido comprobado que los cortadores de gran diámetro, sedesempeñan bien en fuerzas compresivas bajas y formaciones altamente elásticas, las cualestienden a deformarse en vez de fracturarse.

•

Los cortadores de 24mm y más grandes están asociados con formaciones

blandas. El espacio eslimitado en la cara de la barrena y el utilizar cortadores grandes, la redundancia del cortador, es limitado. Cuando una cortadora falla la barrena podría tener que sacarse del agujero.

Adicionalmente, ya medida que los cortadores grandes se desgastan, proveen una gran superficie de contacto, la cualincrementa el calor, causando daños a la capa de diamantes. Desarrollos reciente en la tecnologíade barrenas, incluyen la combinación de dos tamaños diferentes de cortadores (por ejemplo 13mm y16mm), así como también utilizar dos diseños de cortadores, en la misma barrena.

12.4 Distribución del cortador:

Los cortadores están posicionados a través de la cara de la barrena para así asegurar el uso máseficiente de los elementos PDC y permitir el máximo de vida a la barrena. Para formaciones más duras o más abrasivas, la redundancia del cortador, ha sido optimizada.

12.5 Orientación del cortador:

La orientación de un cortador PDC en el cuerpo de la barrena, y por lo tanto, el ángulo en el cual elcortador compromete la formación, tiene un efecto significante sobre el desempeño de la barrenaPDC. La orientación de un cortador PDC es definida por sus ángulos de inclinación hacia atrás yhacia los lados, pudiendo ser ambos positivos, negativos o cero.

Imagen “Distribución del cortador”

Inclinación hacia atrás:

El ángulo desde la vertical del elemento cortante en la PDC, en la forma en que es presentada a la formación. Esto controla la agresividad y vida del cortador.

Se dice que la inclinación hacia atrás es más agresiva cuando el cortador esta posicionado de forma que un peso dado sobre la barrena, resulta en una profundidad de corte mayor. Mientras máspequeña sea la inclinación hacia atrás, más agresivo será el cortador. Debido a esto un cortador conuna inclinación hacia atrás de 5 grados, será más agresivo que un cortador con 30 grados.

Imagen “Inclinación hacia atrás”

En general, una inclinación hacia atrás más agresiva, hará a la barrena más adecuada para perforarformaciones más suaves a altas velocidades de perforación. En caso de que la inclinación haciaatrás sea demasiado agresiva, entonces la perforación de formaciones más duras podría resultar enla vibración del cortador y el posible comienzo de un giro de barrena.

Los cortadores con un mayor ángulo de inclinación hacia atrás, son menos agresivos y por lo tantomás adecuados para perforar formaciones más duras. Estos también generan menos torsión para unpeso dado en barrena, permitiendo navegación mejorada en aplicaciones direccionales. En lamayoría de los casos, una barrena PDC será diseñada de manera que los cortadores estánordenados con varios grados de inclinación hacia atrás, radiando desde el más agresivo en el cono de la barrena hasta el menos agresivo en el ODR.

Inclinación Lateral

Una medida de la oblicuidad del cortador a una línea de 90 grados hacia la dirección de viaje de labarrena. La inclinación lateral puede ser utilizada para direccionar mecánicamente los cortadores, yasea hacia el cono de la barrena (inclinación lateral negativa) o hacia fuera hacia los espacios dedesecho (positivo) para ayudar en la limpieza de la cara de la barrena. Sin embargo y ya que

Imagen “Inclinación Lateral”

elincremento de la inclinación lateral resulta en la reducción del ancho operativo efectivo de los cortadores, su uso es, de alguna manera, de aplicaciones limitadas. 12.6 Diseño del cortador – General:

Desde que las barrenas PDC estuvieron disponibles por primera vez, los fabricantes se hanenfocado sobre vías para hacer sus productos más resistentes al impacto y la abrasión. Lassiguientes características se encuentran entre aquellas disponibles en los diseños:

Bordes biselados:

Los bordes biselados alrededor de la circunferencia de los discos de diamante mejoran la resistenciaal impacto y, cuando es llevada a los extremos, algunos fabricantes aseveran que reducen la torsiónpor medio del incremento efectivo de la inclinación hacia atrás, del cortador.

Múltiples capas de diamantes: Los cortadores “Twin EdgeTM” de las barrenas GeoDiamond, promueven un segundo disco de PDC posicionado dentro del soporte de carburo, detrás del elemento cortante.

Soportes de Impregnados de diamantes:

Las barrenas FI PDC de Security DBS, tienen principalmente elementos cortadores PDC, cuyossoportes están compuestos de una seria de discos impregnados de diamantes.

12.7 Geometría del cortador:

El disco de diamante PDC, unido al poste del cortador es susceptible a una variedad de formas defallas. Estas incluyen daños por impacto en forma de dientes astillados o quebrados y capas dediamantes descantados o astillados, como resultado de una pobre transferencia de calor a través delcortador.

Este tipo de daño del cortador, obviamente tiene un impacto sobre el desempeño de labarrena. En tiempos recientes, los fabricantes de barrenas han tratado este tema, enfocándosesobre la geometría interna de los elementos cortantes PDC.

En un cortador PDC estándar, la unión entre la capa de diamantes y el sustrato de carburo, formauna simple interface plana.

Al diseñar un cortador sin interface plana entre estos dos elementos, resultará en resistencia superioral impacto y a la abrasión. Esto es debido al mejorado agarre mecánico y esfuerzo reducido entre eldisco de diamantes y el carburo así como al volumen substancialmente incrementado de losdiamantes.

En años recientes tales innovaciones, han permitido correr barrenas PDC en formacionesde las cuales se creía podían ser perforadas únicamente con diseños de conos e insertos o barrenasde diamantes naturales.

13. APLICACIONES DE LAS BARRENAS DE CORTADORES FIJOS Y CARACTERÍSTICAS DE DISEÑO.

Las barrenas PDC son altamente adecuadas para formaciones blandas hasta medias-duras,generalmente no-abrasivas, de composición homogénea. Mejoras en la tecnología y en el diseñohan extendido el rango de formaciones que pueden ser perforadas con barrenas PDC. Conglomerados,

Rocas

Cuarzosa

Rocas

Volcánicas,

son

usualmente

consideradas, no perforablescon PDC.

En contraste, barrenas TSP y de diamantes naturales, se desempeñan en formaciones de media adura, tales como, calizas, dolo mitas, anhidritas y arenas suavemente abrasivas, areniscas durasintercaladas y lutitas o arcillas cenagosas quebradizas.

Las barrenas TSP y de diamantes naturales son efectivas en formaciones más duras (medias aduras) y más abrasivas que las barrenas PDC, pero no son tan efectivas en formaciones másblandas.

Debido a su mecanismo cortante, la fuerza cortante (desgarrado), opuestamente a la acción deaplastamiento / excavación producida por barrenas de conos, las barrenas PDC requierenconsiderablemente menos WOB.

Las barrenas de cortadores fijos son conocidas por un mejor desempeño en lodos con base aceiteque en lodos con base agua, en donde las barrenas de conos, se afectan menos.

Cuando los parámetros de perforación son optimizados para una formación dada, se puede esperaruna considerable mejora en el ROP, cuando se compara con barrenas de conos convencionales.

Sinembargo,

estas

barrenas

son

mucho

más

caras

que

los

diseños

convencionales de barrenas deconos. Por estas razones se debe llevar a cabo una evaluación económica general.

Las barrenas de cortadores fijos también son una buena opción para las siguientes aplicaciones: 13.1 Altas velocidades de rotación:

Muchas veces asociadas con el motor, pero particularmente con turbinas debido a su incapacidad delos sellos de los cojinetes de las barrenas tricónicas a tolerar altas velocidades rotarias.

Las barrenasde cortadores fijos también conllevan menos riesgo de dejar deshechos en el agujero.

Las barrenasde cortadores fijos diseñadas específicamente para aplicaciones con turbinas, son construidas conun perfil prolongado, generalmente parabólico con un ahusado más largo y una nariz cerca del eje dela barrena. Esto permite el incremento de redundancia de los cortadores en áreas de alto desgaste.

13.2 Perforación de agujeros estrechos o de diámetro reducido (Slim Holes):

Las barrenas de cortadores fijos perforan más eficientemente que las barrenas de conos, con pocopeso en barrena.

Por esta razón las barrenas PDC y de diamantes naturales son muchas vecespreferidas para perforación con tubería flexible, en donde la transferencia de peso a la cara de labarrena, es limitada.

13.3 Perforación direccional y horizontal:

Cuando se requiere de peso reducido en la barrena, para propósitos de perforación direccional, lasbarrenas PDC pueden, una vez más, ser más efectivas que los diseños de barrenas de conos. Sinembargo, en ciertas formaciones, las barrenas PDC podrían producir demasiada torsión cuando lanavegación está envuelta. En este caso, las barrenas de tres conos podrían ser la opción preferente.

Cuando se selección una barrena de perforación PDC para una aplicación direccional, las siguientescaracterísticas de diseño, deberán ser consideradas:

Tamaño del cortador:

Cortadores de PDC de menor diámetro, producen menos torsión reactiva que, digamos, cortadoresde 19mm y de esta manera ayudan a la estabilidad. En general los cortadores de 13mm de diámetroy menores, son la opción preferente.

El uso de características reductoras de torsión, es de particular importancia cuando las barrenas secorren junto con un motor de lodos, el cual se podría ahogar en caso de que la barrena produjerademasiados recortes.

Orientación del Cortador:

Altos grados de inclinación hacia atrás en los cortadores PDC, hacen el diseño de barrenas menosagresivo y por lo tanto ayudan a mantener el control de la cara de la herramienta.

Perfil de la Barrena:

Un perfil de cara plana, incorporando un cono relativamente poco profundo con un quiebre afiladodesde la nariz del codo de la barrena, reduce la carga en puntos de cortadores individuales, alpermitir mejor distribución de WOB. Esto también reduce la torsión y hace a la barrena, másnavegable.

Longitud del calibre:

La longitud del calibre es muy importante cuando se selecciona una barrena para aplicacionesdireccionales.

En caso de que mucha navegación sea requerida, entonces una longitud de calibrepequeña de 2.50 pulgadas o menos, proveerá mejor sensibilidad. Sin embargo, si se perforansecciones largas y horizontales, una barrena con una longitud de calibre fuertemente protegida y unpoco más larga, podría ser preferida.

Características adicionales de diseño:

Cortadores de ampliación hacia delante (o hacia atrás): posicionados en el extremo inferior de lasuperficie del calibre, proveen acción cortante lateral adicional.

13.4 Diseños de barrena bi-céntricas y excéntricas:

Las barrenas bicéntricas y excéntricas son diseñadas de manera que su paso por diámetro es menoral diámetro del agujero que están perforando.

Esto se logra diseñando la barrena para que existauna asimetría en la estructura, así como un agrandamiento en el cuerpo, hacia un lado del eje.

Cuando está en uso, este lado agrandado, rotara junto con la barrena y cortara un agujero enmedida (o ligeramente sobre medida, dependiendo del diseño y el grado de excentricidad).

Sinembargo sin rotación, la asimetría permite a la barrena pasar a través de un agujero de diámetromás angosto, que el que se acaba de perforar. Algunos diseños promueven una sección con unabarrena piloto más pequeña en la punta, seguida por una sección ampliada de diámetro más grande.

Las barrenas bicéntricas y excéntricas tienen una cantidad de aplicaciones y pueden serbeneficiosas cuando se está perforando lutitas en lodazales o formaciones salinas resbaladizas.

14 CLASIFICACIÓN DE LA BARRENA DE CORTADORES FIJOS

Al contrario de las barrenas de conos, no existe un sistema uniforme de clasificación que relacionesel tipo de barrena con la aplicación.

Los códigos de la IADC para clasificar barrenas de cortadores fijos, únicamente tienen la intenciónde proveer los medios para caracterizar de forma general su apariencia física. Dos barrenas de conun código de IADC similar o incluso igual, podrían tener capacidades de desempeñosignificativamente diferentes.

El sistema de clasificación de la IADC para estas barrenas se encuentra representado por unsistema de codificación de cuatro cifras.

Los cuatro caracteres describen el material del cuerpo,densidad del cortador, tamaño y tipo del cortador y el perfil de la barrena, respectivamente.

Material del Cuerpo: M – Matriz S – Acero

Densidad del Cortador:

Para barrenas PDC, este carácter se relaciona a la cuenta total de cortadores, incluyendo loscortadores estándar del calibre y clasifica desde 1 (juego ligero) hasta cuatro (juego pesado).

Para barrenas de diamantes en la superficie de la matríz (diamante natural, TSP o diseños deimpregnado de diamantes), los números 6 a 8, son utilizados para designar la densidad de loscortadores. En este caso, no obstante, el carácter representa el tamaño de los diamantes utilizadosen el diseño de la barrena, en lugar del número de cortadores. 15 6 – tamaños de diamante más grandes que 3 piedras por quilate 16 3 -- piedras por quilate a 7 piedras por quilate 17 9 – Más pequeño que 7 piedras por quilate

En esencia, el carácter es una indicación a grosso modo, de cuan dura o abrasiva podría ser laaplicación intentada. Una barrena de diamantes sobre la superficie con un 8 representando ladensidad del cortador, tendría diamantes más pequeños y sería indicada para formaciones másduras y/o más abrasivas de lo que sería para una barrena de diamantes codificada con un 6.

Tamaño o Tipo de Cortador:

Para barrenas PDC, estos dígitos representan el tamaño de los cortadores, como sigue: •

cortadores más grandes que 24mm de diámetro

•

14mm a 24mm de diámetro

•

3 – 8mm a 13mm de diámetro

•

4 – cortadores de 8mm y menos

Para barrenas con juegos en superficie, el tercer digito representa el tipo de diamante: •

1 - diamantes naturales

•

2 - TSP

•

3 – tipos de diamantes mezclados, es decir, diamantes naturales y elementos TSP

•

4 – diseños impregnados de diamantes

Perfil de la Barrena:

El último carácter en el sistema de codificación indica el diseño del perfil de la barrena hasta lalongitud general de la cara cortante de la barrena.

Clasifica desde 1 (perfil plano) hasta 4 (estiloturbina larga afilada) La única excepción a esto es para las barrenas de perforación PDC tipo “cola de pez”, cuyacapacidad de limpieza durante la perforación de formaciones blandas a altas velocidades deperforación, es considerada como una característica más importante que su perfil.

15. MANEJO DE LA BARRENA Y PROCEDIMIENTOS DE CONEXIÓN

Se deberá tener cuidado cuando se manejen barrenas de tres conos con insertos de carburo detungsteno y las barrenas de cortadores fijos, de todo tipo. Bajo ninguna circunstancia se deberápermitir que la estructura cortante de la barrena de cortadores fijos, entre en contacto con ninguna delas superficies de acero del equipo de perforación.

Antes de la conexión inicial, todas las barrenas deben ser medidas con un anillo de medición detamaño apropiado, es decir anillos calibrados de medición “Go” y “No Go”. Debido a que las barrenasde conos y barrenas de diamantes son fabricadas a diferentes tolerancias, es importante que lasbarrenas sean graduadas utilizando el anillo de medición apropiado. Un medidor “Go”, diseñado paragraduar barrenas de conos, mostrara un calibre para una barrena de cortador fijo, debajo de lamedida. Por lo que se deberá utilizar siempre un medidor “No Go” para graduar el calibre de unabarrena de cortadores fijos.

El número de serie de la barrena deberá ser registrado, junto con el tipo de barrena y el diámetro.

Labarrena deberá ser cuidadosamente revisada por daños, toberas bloqueadas, etc. En caso de sernecesario, se podrá modificar el TFA (Area Total de Flujo), utilizando un expansor apropiado paracambiar las toberas. En todos los casos, se debe revisar que las toberas estén correctamentecolocadas. Las barrenas de diamantes naturales, barrenas impregnadas y barrenas TSP, tienen unTFA fijo, el cual no puede ser modificado en la localización del pozo.

Las barrenas de tres conos deberán conectarse a la sarta de perforación utilizando el soltador de labarrena del tamaño correcto. Las barrenas de cortadores fijos, deberán ser “caminadas” a manosobre el porta barrenas y conectadas al motor o sub en forma manual antes de aplicar el torque deajuste. La torsión correcta de conexión deberá entonces ser aplicada.

16. PROCEDIMIENTOS PARA CORRER LA BARRENA

16.1 Barrenas de Conos: Metiendo Tubería •

Conecte la barrena a la sarta y coloque la torsión adecuada.

•

Baje la barrena lentamente, entre zonas con salientes y patas de perro.

•

Pase la barrena lentamente por el tope del “liner”.

•

Las barrenas de conos no están diseñadas para ampliar agujeros de bajo calibre.

•

En caso de quese requiera ampliar, entonces deberá ser realizado con peso ligero y bajas RPM.

•

Proteja las toberas de taponamiento.

Establecer Condiciones de Fondo

-Rote la barrena y circule cuando se acerque al fondo. Esto prevendrá toberas tapadas y limpiará elrelleno del agujero. •

Toque el fondo ligeramente con bajas RPM.

•

Incremente gradualmente las RPM.

•

Incremente gradualmente el peso sobre la barrena (WOB).

16.2 Antes de volver a Correr Barrenas Verdes (reusables o en buen estado) •

Asegúrese que la barrena está en calibre.

•

Revise la estructura completa de los cortadores, en toda barrena.

•

Revise los cojinetes sellados de barrena para asegurarse de la efectividad de sellado.

•

Hunda los cojinetes sellados de barrena en agua o diesel para soltar la formación empacada en lospuertos ecualizadores de la capa de reservorio.

•

Vuelva a engrasar 14 ¾ de diámetro y agrande los cojinetes abiertos de barrena.

16.3Barrenas de cortadores fijos:

16.3.1Preparación: •

Antes de correr una barrena de diamantes en un agujero, corra una canasta chatarrera con labarrena previa a fin de colectar cualquier residuo metálico o inserto dejado por barrenasanteriores.

•

Después de que la barrena previa ha sido sacada, revise si existen daños por desechos u otrosdesgastes, luego mídala.

•

Si la barrena previa parece OK, prepare la nueva PDC para correrla dentro del agujero.

•

Revise el O-ring e instale las toberas, en caso de ser apropiado, utilizando la llave de tuercascorrecta, de acuerdo con el procedimiento recomendado por el fabricante.

•

Revise si hay daños en los cortadores

•

Revise que la barrena esta en tolerancia con el diámetro y que no existe material extraño dentro deella. Tome nota del estado y condición general de la barrena antes de entrar en el agujero.

16.4 Corrida de la barrena (con ensamblaje rotario): •

Trate la barrena de cortadores fijos con cuidado. NO baje la barrena sin colocar un soporte demadera o de goma debajo de los cortadores de diamantes.

•

Un soltador de barrenas correcto debe ser utilizado y la barrena deberá ser conectada hasta latorsión correcta, según lo determinado por el tamaño de la conexión del piñón.

•

Se deberá tener cuidado al correr la barrena a través de la mesa rotaria y a través de cualquier sitioangosto conocido. Golpear las capas o correr a través de sitios angostos sin cuidado, podría dañarlos cortadores o el calibre.

•

La ampliación no es recomendada, sin embargo y en caso de ser necesaria, levante la sarta yaplique el máximo de caudal (gasto) posible. Rote aproximadamente a 60 RPM.

•

Avance la barrena através del sitio angosto con no más de 4000 libras de peso sobre ella (WOB), en todo momento.

•

Una vez que se acerque al fondo del agujero, lavar despacio las tres últimas juntas de tubería aflujo completo y con 40 a 60 RPM, para evita taponar la barrena con los recortes acumulados.

•

Una vez que el fondo ha sido localizado la barrena deberá ser levantada justo por encima del fondo(+/- 1 pie, de ser posible) y se deberá circular flujo completo mientras se rota lentamente poraproximadamente 5 a 10 minutos.

•

Después de circular, vuelva lentamente al fondo y establezca el patrón de corte.

•

Cuando esté listo para comenzar a perforar, incremente la velocidad de rotación aaproximadamente 100 RPM y comience a cortar un nuevo patrón de corte con aproximadamente1000 a 1400 libras WOB.

•

Corte por lo menos un pie de esta manera antes de determinar el peso sobre la barrena y las RPMóptimas para perforar.

•

Determine los parámetros WOB y ROP óptimos, conduciendo una prueba de perforabilidad.

16.4.1 Corrida de barrena (con pdm o turbina): •

Arranque las bombas e incremente hasta la tasa de flujo (gasto) deseado, cuando se esté cerca delfondo.

•

Después de un corto periodo de limpieza, baje la barrena al fondo e incremente el WOB, en formalenta.

•

Después de establecer un patrón de corte, se podrá agregar más peso, lentamente.

•

A medida que se incrementa el peso, también se incrementara la presión de bombeo, de modo quela presión diferencial y el WOB deberán ser mantenidos dentro de las especificacionesrecomendadas para el motor de fondo.

•

La tubería de perforación deberá ser rotada lentamente, para prevenir atrapamientos diferenciales.

•

Todas las demás prácticas operacionales, estarán de acuerdo con las prácticas estándar.

17 PRUEBAS DE PERFORABILIDAD

Las pruebas de perforabilidad son realizadas para asegurarse de la óptima combinación de peso enbarrena y velocidad rotaria para conseguir la máxima velocidad de perforación. Tales pruebasdeberán ser realizadas: •

Al comienzo de la corrida de una barrena

•

Al encontrar una nueva formación

•

Cuando ocurra una reducción en la ROP

17.1 Procedimiento de la Prueba de Perforabilidad: •

Mantenga un valor de RPM constante. Seleccione un WOB cerca del máximo permitido.

•

Registre el tiempo de perforar un incremento de peso, por ejemplo, 5,000 libras.

•

Vuelva a aplicar el peso inicial y registre la longitud de la tubería perforada durante el paso 2.

•

A partir de los pasos 2 y 3 se podrá encontrar la velocidad de perforación.

•

Repita los pasos 2 y 3, por lo menos 4 veces. La última prueba deberá estar en el mismo valor quela primera. Repetir estas pruebas, determinará si la formación ha cambiado o no.

•

Grafique el tiempo para perforar en segundos vs. el peso aplicado sobre barrena.

•

Grafique la velocidad de perforación vs. el peso sobre la barrena

•

Seleccione el peso sobre la barrena que produjo la mejor ROP. Mantenga este WOB constante yrepita lo anterior pero variando las RPM.

•

Grafique las ROP vs. RPM y seleccione la RPM que dio la mayor ROP. Esta es la velocidadrotaria óptima.

•

Estos valores obtenidos para WOB y RPM, resultarán en un progreso óptimo para esta formaciónen particular y el tipo de barrena.

18 PERFORACIÓN DEL CUELLO FLOTADOR Y LA ZAPATA

Si se utiliza una barrena PDC, asegúrese que el equipo flotador sea del tipo perforable con PDC. Lalimpieza debe ser realizada con un alto WOB y bajas RPM.

19 DINAMICA DE LA PERFORACION RELACIONADA CON LA BARRENA

Las vibraciones de fondo pueden ser extremadamente nocivas para el desempeño de la barrena ypodrían también resultar en daños sobre las herramientas de fondo, como sensores de MWD/LWD ymotores de lodo.

Las vibraciones de fondo están ampliamente asociadas con la interacción entre labarrena y la formación que se está perforando y son, por lo general el resultado de la naturaleza, dealguna manera agresiva de los diseños de la estructura cortante de los PDC. Sin embargo, se deberecordar que estos problemas de 74

vibración no están restringidos a corridas con barrenas PDC y quelos ensamblajes con barrenas de conos pueden estar sujetos a muchos de los mismos problemas.

Existen tres formas principales de vibración de fondo, las cuales, ya sea que ocurran independientesuna de la otra o juntas, pueden impedir el desempeño general de la perforación: •

Vibraciones Axiales

•

Vibraciones Laterales

•

Vibraciones de Torsión

•

Vibraciones Axiales

Variaciones en la profundidad de corte se traducen en variaciones en latorsión. Estas fluctuaciones pueden ser una causa de vibración de torsión en la barrena, llevándonosun potencial comportamiento de atrapamiento de corrida. El rebote de barrena es generalmente máspreocupante cuando se corren barrenas de conos.

19.1 Vibraciones Axiales:

Muchas veces denominadas “rebote de barrena”, las vibraciones axiales toman la forma de movimiento axial periódico de la barrena, en la dirección del eje central de la sarta. A medida que la barrena vibra hacia arriba y hacia abajo en el fondo del agujero, el peso aplicado a cada cortador de forma individual, cambia. La profundidad de corte de los cortadores cambia, alcanzando desde un mínimo, cuando la barrena está en la posición “hacia arriba”, hasta un máximo, cuando la barrena esta nuevamente en fondo. Variaciones en la profundidad de corte se traducen en variaciones en la torsión. Estas fluctuaciones pueden ser una causa de vibración de torsión en la barrena, llevándonos un potencial comportamiento de atrapamiento de corrida. El rebote de barrena es generalmente más preocupante cuando se corren barrenas de conos.

19.2 Vibraciones laterales: La vibración lateral, algunas veces llamada “giro de la barrena”, es el movimiento periódico lateralde la barrena en el plano "x-y". El giro de la barrena es un fenómeno específico que ocurre cuandolas fuerzas dinámicas penetran dentro del agujero, causan que el centro instantáneo de rotación dela barrena, se mueva de su centro geométrico.

Cuando una barrena PDC gira, corta con un patrónde muti-lóbulos en el fondo vs. Los círculos concéntricos vistos en el patrón de fondo de una corridanormal de la barrena cuando un cortador individual PDC “agarra” la formación, el centro instantáneo de rotación de labarrena es deslizado al punto de contacto cortador/formación.

Esto, a su vez, crea un movimientogiratorio hacia atrás que imparte impacto de carga sobre los cortadores PDC en el lado opuesto delcentro de rotación. Los daños inducidos por el giro, son generalmente causados por estas altascargas de impacto, que provienen de detrás de los cortadores.

El giro ocurre cuando es introducida una fuerza de desbalance, tal como cuando: •

Se perfora un pozo inclinado.

•

La dureza de la formación cambia y el agujero descubierto no es perpendicular a los planos dedepositario de la formación.

•

La sarta de perforación esta vibrando debido a estabilización inadecuada.

•

La suma de las fuerzas sobre los cortadores cada cortador individual tiene un componente lateral.

Las primeras tres de estas condiciones son el resultado de factores fuera del control del diseñadorde la barrena.

Sin embargo, y en un esfuerzo para superar esto último, un gran énfasis es colocado en el balancede la fuerza y masa de los diseños de barrenas PDC.

Utilizando las últimas técnicas de diseño por computador (CAD), el diseñador de barrenas puedecontrolar la dirección y magnitud relativa de las fuerzas sobre cada uno de los cortadores.

Estasfuerzas individuales sobre los cortadores, pueden ser sumadas y resueltas en sus componentesresultantes, produciendo una fuerza axial (fuerza de peso-en-

barrena), fuerza de torsión (torsión o“torque” y fuerza radial para un juego de condiciones iníciales conocidas. La fuerza radial o “fuerzade balance”, es virtualmente directamente proporcional a la fuerza axial y es por lo tanto usualmenteexpresada como un porcentaje del WOB aplicado en una dirección en particular.

El balance de la fuerza de los cortadores se confunde muchas veces con el balance dinámico de lamasa en el diseño de la barrena como tal. A medida que una barrena es rotada, se genera unafuerza que es influenciada por la distribución de masa en la barrena.

Esta fuerza es proporcional a la masa de la barrena, la distancia entre el centro de la masa y el ejede rotación de la barrena y el cuadrado de la velocidad de rotación.

Debido a que la mayoría de losdiseños de barrenas PDC son generalmente de forma simétrica, usualmente no habrá una grandistancia entre el centro de masa y el eje de rotación.

El efecto de desbalance, como resultado de ladistribución de la masa de la barrena, es por lo tanto relativamente insignificante cuando se comparacon la fuerza generada por la estructura cortante.

Una de las formas con las cuales los fabricantes intentan superar el problema del desbalance defuerzas, es la de hacer que la suma de las fuerzas de cargas generadas por los cortadores, tenganun cierto valor dirigido a través de una vía de medición larga de baja fricción diseñada paradeslizarse a lo largo de la pared del agujero descubierto. Si el valor de esta fuerza cortadoraresultante es siempre mayor que las fuerzas laterales inevitables, entonces la fuerza total siemprepasará

a través del área del calibre y la barrena se establecerá por si sola, durante la perforación.

La dirección de esta fuerza es limitada a un pequeño arco en la circunferencia de la barrena yempuja esta área de la barrena, continuamente contra la formación. El contacto continuo con laformación reduce las vibraciones en el agujero y previene que la barrena “camine” alrededor delagujero, es decir, impide el “giro de la barrena” mencionado arriba.

Otros fabricantes intentan limitar el efecto de las vibraciones laterales colocando los cortadores dePDC, de forma tal que los cortadores en una aleta, directamente enruten los de la aleta anterior (locontrario de estar colocados de forma convencional en una configuración en espiral, radiando desdeel cono hasta la barrena. Esta iniciativa fue tomada por “Security DBS” en su categoría “Trac-Set” debarrenas PDC.

Los surcos resultantes en la formación, que permanecen sin cortar en cada rotaciónde la barrena, se dice que restringen el movimiento general. Los pasadores impregnados dediamantes de respaldo, posicionados directamente detrás de los cortadores PDC en cada aleta y queson incluidos en muchos diseños, se dice, ayudan a reducir las vibraciones laterales.

A pesar de que la iniciativa de cada fabricante de barrenas hacia el problema de “giro de barrena”,podría variar, todas están dirigidas a la mejora definitiva de la estabilización del diseño de barrenas.

Un fabricante de barrenas, Reed-Hycalog, introdujo al mercado un tipo de barrenas PDC, cuyanavegación se supone alcanza la de los diseños de las barrenas de cono. Esto se logra diseñando labarrena con un anillo de medición de 360 grados de completo contacto, que previene que loscortadores exteriores se

troceen dentro de la formación. La restricción resultante en vibracioneslaterales, ayuda a estabilizar la barrena, produce una torsión más homogénea y reduce el efecto de“giro de la barrena”.

Así como la mejora de la sensibilidad direccional, el uso de la barrena ayuda a producir un agujeromás homogéneo.

19.3 Vibraciones de Torsión y Atrapamientos de Corrida:

Viéndolo de forma simple, la fuerza de torsión es causada cuando una punta de un objeto es torcidamientras que la otra punta es mantenida firme o cuando son torcidas en direcciones contrarias Lasfluctuaciones en la torsión dentro del agujero pueden conllevar al desarrollo de vibraciones detorsión. Existen dos tipos básicos de vibración de torsión a las cuales está sujeta la sarta de perforación: •

Vibraciones transitorias, que corresponden a los cambios de las condiciones dentro del pozo, porejemplo, tipos de litología entrecruzados.

•

Vibraciones estacionarias que son auto-inducidas a través de acciones sobre la sarta deperforación, como por ejemplo fuerzas de fricción entre la tubería y la pared del agujero, cambio enel peso sobre la barrena o de los estabilizadores que se cuelgan.

•

Las vibraciones de torsión de la sarta de perforación ocurren frecuentemente. Cuando se conviertenen severas, pueden empeorarse y convertirse en oscilaciones de atrapa miento de corrida, por mediode lo cual la barrena podría dejar de girar hasta que se desarrolla la torsión suficiente en la barrena,para superar la fricción estática.

•

Cuando la barrena paralizada logra soltarse, lo hace a velocidades rotacionales que van desde 2 a10 veces la velocidad rotacional en superficie. Al momento de soltarse, una onda de torsión viajadesde la barrena de perforación, a través de la sarta de perforación, hasta la superficie.

El equipo deperforación refleja o rebota esta onda de regreso a la barrena, que una vez más, se paraliza.

Este ciclo se repetirá, a menos que los parámetros de perforación sean ajustados para interrumpirlo.

Durante vibraciones de torsión severas, es posible que la barrena gire hacia atrás. En formacionesde rocas duras, esto puede dañar la barrena en un corto espacio de tiempo.

Las vibraciones de torsión de la sarta de perforación pueden identificarse por medio de lasoscilaciones cíclicas de la torsión en superficie, en la corriente de entrada para el motor de la rotariay algunas veces la velocidad de rotación.

También pueden observarse variaciones cíclicas en lapresión del tubo vertical.

El atrapa miento de corrida causa oscilaciones de torsión y velocidades de rotación a lo largo de todala longitud de la sarta de perforación.

Estos periodos de oscilación y el comportamiento cíclico de torsión, medidos en superficie, sonbuenos indicadores de vibraciones de torsión en la sarta de perforación. Las características de laoscilación dependen de la longitud y peso de la tubería de perforación, las propiedades mecánicasdel sistema de perforación, la velocidad de rotación en superficie, y la naturaleza y ubicación de lafricción dentro del agujero.

Al utilizar los valores máximos, mínimos y promedio de la torsión en superficie, uno podría deducir laextensión del movimiento de atrapamiento de corrida, de la barrena.

Reducir el peso sobre la barrena y/o reducir la velocidad de rotación, puede ayudar a remediar elproblema.

En casos severos, se podrían requerir modificaciones de las propiedades de lubricaciónen el sistema de lodos.

Las vibraciones de torsión de la sarta de perforación y en particular las oscilaciones de atrapamientode corrida son perjudiciales para la vida de la sarta de perforación y la barrena. Las oscilaciones detorsión cíclicas pueden llevar a fallas por fatiga prematuras en la tubería de perforación.

Hay muchas ventajas a ser reconocidas al reducir o eliminar las oscilaciones de atrapamiento decorrida. La fase de “atrapamiento” del atrapamiento de corrida, incrementa la probabilidad de teneruna tubería atrapada y una partición por torsión al continuar rotando, mientras que la fase de“corrida” es dañina para la barrena debida a las altas velocidades de rotación que pueden seralcanzadas por la barrena al momento de soltarse lo que conllevaría al desenrosque las conexiones.

19.3.1 Predicción y Monitoreo de Vibraciones de Fondo:

Hoy en día se tienen disponibles paquetes de análisis y de cálculo (software) que cuando sonutilizados apropiadamente, pueden ayudar a predecir la probabilidad de que ocurran vibraciones defondo. Parte del software de diseño de BHA, el módulo de “Sperry-Sun's 'WhirlTM”, puede predecir,para un BHA y una geometría de pozo dada, las combinaciones de peso en barrena y velocidadesrotarias que

probablemente exciten al BHA a frecuencias de resonancia e induzcan el “giro de labarrena”.

Esto provee la oportunidad, en la etapa de diseño del BHA, ya sea de, cambiar el diseñopara que sea más tolerante o proveer al perforador con un juego de parámetros que debe evitar.

Un número de compañías de servicio han desarrollado herramientas de fondo que permiten que losniveles de vibración sean medidos en tiempo real. Un ejemplo de estas herramientas es el Sensor deDinámica de Sarta de Perforación “SperrySun's MWD”. La herramienta consiste en un paquete deun acelerómetro triaxial montado en una herramienta de Rayos Gamma Dual modificada, eliminandola necesidad de un medidor MWD adicional, en la sarta.

Los acelerómetros están orientados con eleje Z a lo largo de la sarta de perforación, el eje X alineado lateralmente y el eje Y a 90 grados de losotros dos ejes pero tangencial a la sarta de perforación.

Esta configuración permite a la herramientamonitorear las vibraciones axiales, laterales y de torsión, a medida que ocurran. La información deaceleraciones promedio, máximas e instantáneas, en tiempo real, pueden ser utilizados parainterpretar y analizar las vibraciones dentro del pozo, e indicar la existencia de comportamiento deposible atrapamiento de corrida, giro de la barrena y rebote de la barrena, para la oportuna toma deacciones correctivas.

20 IDENTIFICACION DE PROBLEMAS DE PERFORACIÓN

Las tres fuentes mayores de información durante la perforación, son las presiones (diferencial ycirculante), la torsión y velocidad de perforación:

20.1 Presión Diferencial:

La presión diferencial reducida indica una o más de las siguientes condiciones: •

Tasa de flujo (o gasto) reducida

•

Fugas en la tubería

•

Erosión extrema de la barrena (no usual)

•

Peso sobre la barrena (WOB) reducido

Un incremento en la presión diferencial indica una o más de las siguientes condiciones: •

Aumento en la tasa de flujo (gasto)

•

Los cortadores han desgastado de manera que la cara de la barrena se encuentra en contacto conel fondo del agujero

•

Peso excesivo sobre la barrena

•

Gran profundidad de corte: la formación es más blanda de lo esperado

20.2 Presión Circulante:

Presión de bombeo con barrena arriba del fondo

El incremento de presión circulante podría ser debido a una o más de las siguientes causas: •

Peso mayor del lodo o propiedades inadecuadas del lodo

•

Toberas de la barrena taponadas o parcialmente taponadas

•

Tasa de flujo (gasto) incrementada

•

Restricción anular

La disminución de presión circulante puede deberse a una o más de las siguientes causas: •

Peso del lodo más liviano

•

Fuga en la sarta

•

Reducción en la tasa de flujo (caudal o gasto)

•

Aire en el lodo

•

Mal funcionamiento de bomba

20.3 Torsión (Torque)Incremento de torsión: •

Cambios en los ángulos del agujero

•

Fuga en la sarta

•

Cambio de formación

•

Propiedades no adecuadas del lodo

•

Incremento en el peso sobre la barrena

•

Limpieza inadecuada del pozo

•

Falla de los cojinetes (rodamientos) en una barrena de tres conos.

Disminución de torsión •

Cambios de formación

•

Cambios en la velocidad de rotación

•

Disminución en el peso sobre la barrena

•

Mejora en las propiedades del lodo

•

El ángulo del agujero se está enderezando

Torsión irregular / variable

•

Ampliación con estabilizador

•

Perforación seca

•

Barrena embolada

•

Perforación de formación arenosa

•

Residuos metálicos en el agujero

•

Fugas en la tubería

•

WOB excesivo

•

Cambios en la velocidad de rotación

20.4 Velocidad de Perforación (ROP):

Un incremento en el ROP podría indicar: •

Cambios en la formación y/o

•

Perforando cerca del balance (reduciendo sobrebalance)

Una disminución en la ROP puede resultar de uno o más de las siguientes condiciones: •

Barrena desgastada

•

Los parámetros WOB, RPM o hidráulicos no están optimizados

•

Cambios en la formación

•

Agujero torcido

•

fugas hidráulicas en la sarta

•

Incremento de sobrebalance

Un ROP cambiante indica una o más de las siguientes condiciones:

•

Dormacies intercaladas

•

Desgaste de Barrena

•

Barrena embolada

•

Fugas Hidráulicas

•

Transferencia inconsistente del WOB

21 CLASIFICACION DE BARRENAS DESGASTADAS

Un aspecto importante del mejoramiento del desempeño es el reporte de toda la informaciónperteneciente a la corrida de la barrena. Ambos, el ingeniero de perforación y el fabricante de labarrena, por igual, utilizaran esta información para: •

Mejorar la selección de barrenas en pozos futuros

•

Mejorar el diseño de barrenas

•

Junto con el grado final de desgaste de la barrena en si, los siguientes factores deberán serregistrados con exactitud:

•

Longitud (en pies) perforados

•

Velocidad de perforación

•

Parámetros de perforación promedio, máximos y mínimos (WOB, RPM, tasa o gasto de flujo).

•

Propiedades del fluido de perforación (tipo, densidad, viscosidad, etc.).

•

Tipo de mecanismo de perforación (rotatorio, sistema rotatorio navegable, con motor, etc.).

•

Porcentaje de navegación para la corrida

•

Inclinación, azimut y velocidad de incremento angular o de giro

•

Tipo de formación

•

Topes de formación

21.1 Sistema de Clasificación de la IADC para Barrenas Desgastadas:

La tabla de clasificación de la IADC para barrenas desgastadas permite registrar ocho factores ocriterios de evaluación del desgaste. La tabla aplica tanto para barrenas de conos como parabarrenas de cortadores fijos, a pesar de que existen diferentes códigos de desgaste para cada una.

ESTRUCTURA DE LOS ELEMENTOS CORTANTES B G OBSERVACIONES

21.1.1 Desgaste de la Estructura de los Cortadores / Elementos Cortantes:

Para ambas barrenas el desgaste es medido en una escala desde 0 (cero desgaste) hasta 8 (pérdida total de la estructura de corte).Cuando se clasifica una barrena PDC, es importante recordar que los cortadores deberán serclasificados bajo la condición del compacto de diamante visible, sin importar la forma o exposicióndel cortador.

Por ejemplo, si al comienzo de la corrida de la barrena, un cortador PDC tiene un 50%del compacto de diamantes expuesto por encima de la altura de las aletas, y después de la corrida,todo el diamante expuesto “utilizable” ha sido desgastado, entonces la clasificación correcta dedesgaste para el cortador será “4” – igualando el 50% desgastado. Un error común sería el declasificar el desgaste en dicho cortador como con un valor de “8”.

Para barrenas de Diamantes Naturales, TSP e Impregnada de Diamantes, el desgaste esdeterminado comparando la altura del cortador visible inicial (o, en el caso de diseños Impregnados,altura inicial de las aletas), con la cantidad remanente, después de la corrida de la barrena.

Es por lotanto importante recordar inspeccionar y medir la estructura de elementos cortantes, antes de correrla barrena.

Localización del desgaste de los cortadores para Barrenas de Conos:

Cuando se entra al área de características de embotamiento para barrenas de conos, los siguientescódigos, junto con el número del cono (es decir, 1, 2 ó 3), se deberán utilizar así:

N = Fila de Nariz M = Fila del Medio G = Fila del Calibre A = Todas las Filas

21.1.2 Códigos de Localización para Barrenas de Cortadores Fijos:

Imagen “Códigos de Localización para Barrenas de Cortadores Fijos”

21.1.3 Códigos de Clasificación de la IADC para Barrenas Desgastadas:

21.1.4 El Calibre 20

Imagen “Códigos de Clasificación de la IADC para Barrenas Desgastadas”

Debido a que las barrenas de conos y las barrenas de diamantes son fabricadas hasta distintastolerancias, es importante que las barrenas sean calibradas utilizando el anillo medidor apropiado.

Sise calibra una barrena de cortadores fijos que está en calibre con un medidor tipo “Go”, diseñadopara calibrar las barrenas de conos mostrará la barrena estar bajo-calibre. Se deberá utilizar siempre un medidor “No Go” para calibrar las barrenas de cortadores fijos.

22 21

ANEXOS

Imagen “El Calibre”

HERRAMIENTAS DE MEDICION DURANTE LA PERFORACION DE POZOS Frecuentemente, cuAando se perfora un pozo horizontal o direccional, se coloca un motor de fondo en la parte inferior de la sarta de perforación, justo arriba de la broca, como se muestra al lado. Se le llama motor de fondo o motor de lodo “mud motor” porque el lodo de perforación hace rotar la broca, es decir, cuando se usa un motor de fondo únicamente rota la broca, y no el resto de la sarta.

•

HERRAMIENTAS (MWD)

Usualmente la herramienta se coloca en un drill collar especial cerca de la broca. Las

herramientas

MWD

registran

las

condiciones

fondo

pozo

transmitiéndolas a la superficie. En superficie el perforador y el perforador direccional monitorean estas condiciones en tiempo real. Muchas herramientas MWD crean pulsos en el lodo de perforación. Estos pulsos llevan la información de fondo de pozo a superficie a través de la sarta de perforación.

•

MOTOR DE FONDO

El motor se conecta a un eje que transmite el movimiento “drive shaft” el cual, a su vez, se encuentra conectado a la broca. La sarta de perforación no rota, tan solo el motor hace rotar la broca. Sin embargo, en muchas ocasiones la broca gira, y también la sarta está girando movida desde superficie por una Kelly o un Top Drive; cuando esto sucede, se le llama “rotating”, cuando sólo la broca gira movida por el motor de fondo, mientras la sarta permanece estática, se denomina “sliding” o deslizando.

CONCLUSIÓN

Este trabajo fue realizado con el motivo

que las personas recopilen más

información acerca de la perforación de pozos petroleros y sus herramientas, teniendo en cuenta que hay diferentes tipos de brocas y diseños para capa perforación, teniendo en cuenta que cada herramienta tiene su respectivo uso o manejo, ya que si no tenemos en cuenta su uso, es capaz de cometer un caos catastrófico para la industria, las perforaciones actualmente explotadas en diferentes países están convirtiéndose en una riqueza muy beneficiada tanto a la empresa y a la comunidad, ya que cuya permeabilidad se debe a su porosidad efectiva de los subsuelos, y los estudios realizados por los geólogos.

CIBERGRAFIA

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http://html.rincondelvago.com/perforacion-para-petroleo.html

•

http://blogpetrolero.blogspot.com/

•

http://www.monografias.com/trabajos11/pope/pope.shtml

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http://www.slb.com/media/services/resources/oilfieldreview/spanish00/sum00/p 2 0_31.pdf

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www.oilfield.slb.com/media/resources/oilfieldreview/spanish00/sum00/p20_31.p

•

www.oilfield.slb.com/media/resources/oilfieldreview/spanish03/sum03/p24_39.p

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www.oilfield.slb.com/media/services/drilling/steerable/powerdrive_vortex.pdf

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http://www.catalanadeperforacions.com/sp/index.htm