El BHA o Arreglo de Fondo

El BHA o Arreglo de Fondo Es un componente de la sarta de perforación y está integrado por el conjunto de todas las herramientas entre la broca y La tubería de perforación. Esta puede ser simple o compuesta y su longitud varía entre 500' y 1500' según las condiciones de operación (pesca, perforación, reparación o workover, pruebas de formación etc.). Antiguamente el BHA solo se usaba para dar peso a la broca, hoy tiene muchos propósitos adicionales como: a. Proteger a la tubería de perforación de la sarta de las excesivas cargas deflexión y torsión. b. Controlar la dirección y la inclinación de los huecos direccionales. c. Perforar huecos más verticales. (sin inclinación). d. Perforar huecos más derechos.(sin espirales). e. Reducir la severidad de las Pata de perro (Dog legs), Ojo de llave (Key seats) y de los filos. f. Mejorar el comportamiento de la broca. g. Minimizar los problemas de perforación. (Vibración de la sarta y del equipo).

h. Minimizar atasques por diferencial. i. Asegurarse que la sarta de revestimiento baje en el hueco sin problemas. (Existe una relación directa entre el hueco útil y el diámetro del revestimiento). j. Como una herramienta de Pesca, Pruebas y de operaciones de Mantenimiento y servicios de pozos Componentes DRILL COLLARS. Botellas, Cuello de botella, Lastra barrenas o Portamechas. Para perforar pozos verticales o direccionales de menos de 35 grados, generalmente se usa grandes pesos y altas velocidades de rotación en la barrena para mejorar y optimizarla velocidad de penetración. La sarta de drill collars debe proporcionar el peso necesario a la broca más un peso adicional para asegurarse que la tubería de perforación se encuentre en tensión. Haciendo una recopilación de los rangos dados mencionamos los que se publicaron en elRP7G:  

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Para drillcollars de 6" OD o más pequeños, los BSRs podrían estar entre 2.75 y 2.25 Para altos rpm y formaciones suaves y diámetro del drillcollar pequeño comparados con el tamaño del hueco el BSR debe estar entre 2.85 y 2.253. Para formaciones duras y bajo RPM y diámetro de los drillcollars los BSR deben estar entre: 2.25 y 3.2. Sin embargo cuando se trabaja con conexiones de bajo torque el BSR puede ser hasta 3.4 y se desempeña satisfactoriamente. Para condiciones muy abrasivas donde el desgaste del OD es considerable mantener el BSR entre 3.0 y 2.5 que se considera una buena combinación. Para medios corrosivos la combinación buena es entre 2.5 y 3.0

ESTABILIZADORES. (STB) La función de los estabilizadores de perforación es mantener la verticalidad del pozo que se está perforando, como así también las condiciones para lograr una correcta entubación del mismo. El tamaño y la ubicación de los estabilizadores mayormente son determinadas por consideraciones direccionales. Funciones:    

Evitan pandeo en los componentes de la sarta. Reducen el desgaste de la broca. Mantienen la dirección programada del hueco. Ayudan a concentrar el peso de la herramienta de fondo sobre la broca.

Sin embargo los estabilizadores también impactan otras importantes consideraciones de diseño: 

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Fatiga de la conexión del drill collar. Durante la perforación, la parte más baja del BHA estará pandeada y recostada a las paredes del pozo. Los estabilizadores reducen los esfuerzos de la conexión restringiendo la libertad de su movimiento lateral. Pegamiento de tubería. Si el mecanismo de pegamiento es mecánico el numero y/o el tamaño de los estabilizadores será determinante para aumentar o disminuir el peligro de atasque. Por otra parte los estabilizadores pueden reducir la probabilidad de atasque por diferencial manteniendo los drill collars alejado de las paredes del pozo.

PUNTO NEUTRO (NEUTRAL POINT) Es el punto teórico en el cual se pasa del estado de compresión a la tensión. En realidad es una sección de transición pueden suceder tres casos: a. Si PSB > Peso BHA el punto neutro esta sobre el conjunto de fondo, en el drill pipe b. Si PSB = Peso BHA el punto neutro está en el tope del conjunto de fondo. c. Si WOB < Peso BHA el punto neutro está en el conjunto de fondo. Normalmente para el peso sobre la broca WOB se considera 85% del peso total del conjunto de fondo o BHA. TIPOS DE BHAs CONVENCIONALES Es importante que la pared de los conjuntos de fondo proporcione longitud de contacto para asegurar el alineamiento del hueco que ya se ha perforado. La experiencia ha confirmado que un solo estabilizador actúa como un punto de pivoteo. Esto hace que el ángulo del pozo crezca debido a las fuerzas laterales de los drill collars no estabilizados. Pueden ser: 1. Simple (Slick assembly). Está conformado por broca, drill collars, y Heavy Weight. Este tipo de BHA tuvo muchos problemas de desviación de pozos y de atasques por diferencial 2. Multi componentes. Es aquel que además de los componentes básicos tienen alguna otra herramienta tales como STB, reamers, Jars, amortiguadores, que ayudan a controlar la dirección. Shock Sub o amortiguador.- es un componente de la sarta de perforación diseñado para absorber y amortiguar las cargas dinámicas axiales variables producidas por la barrena durante las operaciones “normales”. La herramienta utiliza una acción de resorte bidireccional que le permite ajustarse automáticamente a una amplia gama de valores de peso sobre la barrena.

La máxima absorción del choque se obtiene si la herramienta Shock Sub se coloca lo más cerca posible de la barrena o del motor de perforación. La utilización de esta herramienta resulta más ventajosa a la hora de perforar rocas duras, formaciones fragmentadas y cambios litológicos duros y suaves. A mayores profundidades, es probable que estas vibraciones no se transmitan a la superficie debido al estiramiento de la tubería de perforación, si bien pueden persistir los efectos perjudiciales para la barrena, los porta mechas y el extremo inferior de la tubería de perforación. El tamaño de esta herramienta debe ajustarse al OD del porta mechas y esta debe operarse de do conformidad con los parámetros de rotación y WOB aceptados de la empresa operadora. Motores de Fondo.- Un motor de fondo de pozo se utiliza para accionar la barrena de perforación u otras herramientas de fondo de pozo durante las aplicaciones de perforación direccional o perforación de alto rendimiento. A medida que se bombea a través del motor de desplazamiento positivo, el fluido de perforación convierte la potencia hidráulica del fluido en potencia mecánica para hacer rotar la barrena. En los procesos de perforación de pozos derechos, el motor funciona como una herramienta de perforación de alto rendimiento para incrementar la velocidad de penetración y reducir el desgaste de la tubería de revestimiento mediante la minimización de la rotación de la sarta de perforación.