Trépanos híbridos perforacion

Trépanos híbridos Los trépanos híbridos combinan la tecnología del PDC y del diamante natural. Los elementos de corte de carburo de tungsteno impregnados de diamante se colocan detrás de los cortadores de PDC. Cada cortador impregnado funciona como un compañero de reparto de la carga para un cortador PDC específico en las regiones de alto desgaste de un trépano. Estos cortadores secundarios protegen a los cortadores PDC en condiciones de perforación severas y reducen el desgaste en formaciones duras y abrasivas, y mejoran la estabilidad del trépano. Además, los cortadores impregnados soportan la mayor parte de los impactos. http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/13571845/Informe-sobretrepanos-para-perforacion-en-petroleo.html nuevos.

Los diamantes naturales se forman en lo profundo de la tierra al ser expuestos a calor y presión extremos durante miles de años. A comienzos de 1970, la compañía estadounidense General Electric inventó un proceso para hacer diamantes sintéticos. Consiste en alternar capas delgadas de grafito de carbón y de cobalto en pequeñas latas, someterlas a una presión de 13,733 MPa (2 millones de psi) y llevarlas a una temperatura de 1500 ºC (2732 ºF) durante cinco minutos. Este proceso origina pequeños cristales de diamante sintético que se unen entre sí y se transforman en un compacto de diamante policristalino (PDC, por su sigla en inglés). A Este hombre sostiene un diferencia de los diamantes naturales, los cristales individuales son muy inserto de PDC con una pequeños como para cortar roca dura. En cambio, los insertos de PDC se incrustan en los filos de los trépanos y van triturando la roca, como si pinza. fuera una lija extremadamente dura. Muchos trépanos tienen filos para corte y trituración fabricados con una combinación de acero, carburo de tungsteno, PDC y diamante. Existe una amplia gama de combinaciones ideadas para perforar diferentes tipos de rocas.

Izquierda: Este trépano "híbrido" tiene insertos de corte de PDC y pernos con incrustaciones de diamantes. También se pueden ver las boquillas entre las aletas en el extremo del trépano. Por estas boquillas se bombea un tipo especial de lodo para refrigerar el trépano, limpiarlo retirando la roca triturada de los filos de corte y subir los detritos por el pozo hasta la superficie donde los geólogos los analizan. Abajo a la izquierda: Los trépanos cónicos giratorios tienen conos de metal que giran en forma independiente. Cada cono tiene dientes de acero duro, carburo de tungsteno, PDC, diamantes o alguna combinación de ellos.

Los discos negros en los filos de corte de las aletas de este trépano son insertos de PDC.

Abajo a la derecha: Vista lateral de un trépano cónico giratorio en el que pueden observarse los insertos de PDC y diamantes en todas las partes expuestas del trépano, además de los dientes cortantes. Esto permite reducir el desgaste cuando se trabaja con rocas muy abrasivas.

RABAJO PRACTICO N° 1 TREPANOS INTRODUCCION

Un trépano, barrena, mecha de perforación o bit, términos usados para referirse a un dispositivo que se coloca en el final de una sarta de perforación para que rompa, corte y muela las formaciones rocosas durante la perforación de un pozo petrolero. Los trépanos tienen huecos para permitir el paso del fluido de perforación, que sale a chorros por picos intercambiables. El fluido de perforación lubrica y refrigera el trépano y ayuda a expulsar la roca molida hacia la superficie. En formaciones rocosas no consolidadas los chorros de agua a alta presión ayudan a remover la roca en forma directa permitiendo reducir los tiempos de perforado. [1] Es la herramienta clave para el ingeniero de perforación: su correcta selección y las condiciones óptimas de operación son las dos premisas esenciales para lograr el éxito en el proceso de perforación. [2]

[3] [4] PRINCIPIO DE OPERACION Para realizar la perforación, las barrenas funcionan con base en dos principios esenciales: fallar la roca venciendo sus esfuerzos de corte y de compresión. El principio de ataque se realiza mediante la incrustación de sus dientes en la formación y posteriormente en el corte de la roca al desplazarse dentro de ella. La forma de ataque dependerá del tipo y características de la roca, principalmente su dureza. Clasificación de barrenas De acuerdo a su mecanismo de ataque las barrenas se clasifican en: Barrenas tricónicas.El mecanismo principal de ataque de esta dientes maquinados o insertos) es de impacto fallando la roca por compresión.

De cortadores fijos.-

barrenas (de trituración por

El mecanismo de ataque es por raspado de la roca fallando por esfuerzo de corte.[5] Dentro de la gran gama de brocas utilizadas en la industria petrolera son normalmente mencionadas: •Brocas triconicas •Brocas compactas (PDC) •Brocas con insertos de tungsteno •Brocas especialmente diseñadas para corazonar. Barrenas tricónicas Como su nombre lo indica, estas barrenas tienen tres conos cortadores que giran sobre su propio eje y fueron introducidas entre 1931 y 1933. Varían de acuerdo con su estructura de corte ya que pueden tener dientes de acero fresados o de insertos de carburo de tungsteno y constan de tres importantes componentes: 1. Estructura cortadora 2. Sistema de rodamiento 3. Cuerpo de la barrena

La estructura cortadora (diente).- La estructura de corte está montada sobre los cojinetes, los cuales corren sobre pernos y constituyen una parte integral del cuerpo de la barrena. Sistema de rodamiento.- Existen tres diseños: rodillos y balines, autolubricados con rodillos y balines, de fricción autolubricados y los de chumacera. Cuerpo de la barrena.- El cuerpo de la barrena consta de: 1.Una conexión roscada que une la barrena con la tubería. 2.Tres ejes de cojinetes donde van montados los conos. 3.Los depósitos que contienen el lubricante para los cojinetes. 4.Toberas u orificios por donde sale el fluido de perforación para la limpieza del pozo

Barrenas de cortadores fijos Las barrenas de diamante tienen un diseño muy elemental, a diferencia de las tricónicas carecen de partes móviles. Normalmente el cuerpo puede ser de acero o carburo de tungsteno (matriz) o una combinación. El diamante utilizado puede ser natural o sintético, según el tipo y características de la misma. La dureza extrema y la alta conductividad térmica del diamante lo hacen un material con alta resistencia para perforar en formaciones duras y semiduras. Las barrenas de diamante, a excepción de las barrenas PDC, no usan toberas para circular el fluido de perforación, su diseño es tal que, el fluido de perforación puede pasar a través del centro de la misma, alrededor de la cara de la barrena y entre los diamantes por unos canales llamados vías de agua o de circulación. Las vías de circulación en una barrena de diamante no son tan variadas como en una barrena tricónica donde las toberas son intercambiables.

Barrenas de diamante natural El tipo de flujo es radial y el tipo de cortadores es de diamante natural incrustado en el cuerpo de la barrena con diferentes diseños. El mecanismo de corte es por fricción y arrastre. El uso de estas barrenas es limitado salvo en casos especiales para formaciones duras, cortar núcleos de formación y como barrenas desviadoras en pozos con formaciones muy duras y abrasivas. Entre más dura y abrasiva es la formación, más pequeño será el diamante. Los diamantes utilizados son redondos pero irregulares.

Barrenas de diamante térmicamente estable (TSP) Son utilizadas para perforar rocas duras como caliza dura, basalto y arenas finas. Son más usadas que las diamante natural. Se caracteriza por usar diamante sintético de forma triangular, la densidad, el tamaño y forma del grano son característicos de cada fabricante.

de

Barrenas de compacto de diamante policristalino (PDC) El diseño de los cortadores está hecho con diamante sintético en forma de pastillas (compacto de diamante). A diferencia de las barrenas de diamante natural y TSP, su diseño hidráulico se realiza con sistema de toberas para lodo, al igual que las barrenas tricónicas. Por su diseño y características, las barrenas PDC cuentan con una gran gama de tipos y fabricantes, especiales para cada formación: desde muy suaves hasta muy duras. Pueden ser rotadas a altas velocidades, utilizadas con turbinas y motores de fondo y con diferentes pesos sobre barrena. Por su versatilidad son las más utilizadas. Las barrenas especiales, como su nombre lo indica se usan para condiciones muy específicas y así tenemos la siguiente clasificación:   

Barrenas desviadoras. Barrenas ampliadoras. Barrenas nucleadoras.

Trépanos híbridos.Los trépanos híbridos combinan la tecnología del PDC y del diamante natural. Los elementos de corte de carburo de tungsteno impregnados de diamante se colocan detrás de los cortadores de PDC. Cada cortador impregnado funciona como un compañero de reparto de la carga para un cortador PDC específico en

las regiones de alto desgaste de un trépano. Estos cortadores secundarios protegen a los cortadores PDC en condiciones de perforación severas y reducen el desgaste en formaciones duras y abrasivas, y mejoran la estabilidad del trépano. Además, los cortadores impregnados soportan la mayor parte de los impactos.

Tipo de rodamiento o cojinetes: permiten a los conos girar alrededor del cuerpo de la barrena. Rodillos y balines (fig. 2.1): barrenas estándar y autolubricadas. Chumacera o de fricción (fig. 2.2) son barrenas auto-lubricadas o de baleros sellados.

Criterios para selección de barrenas. Para la selección de las barrenas con las que se va a perforar cualquier pozo se deben tomar los siguientes criterios que a continuación se mencionan: · Tipos de rendimientos. · Tipo de pozos a perforar: bien sean verticales o direccionales (horizontales, en“s” y en“ j”).        

Antecedentes de pozos vecinos Tipos de fluido de perforación disponibles al momento de perforar. Análisis de costos operacionales. Tipo de taladro de perforación (capacidad o limitaciones de peso sobre barrena que se puedan aplicar). Profundidad final del pozo. Si es necesaria la aplicación de motores de fondo. Litología o tipo de formación a perforar. Pozos de diámetro reducido

NUEVOS AVANCES TECNOLOGICOS

Un nuevo trépano de diamante compacto (PDC) gana puntos en perforación direccional. David Wilde, Presidente y jefe ejecutivo de Encore Bits junto con Jim Shamburger, Vicepresidente de ingeniería y desarrollo, creen que con

su trépano patentado SideWinder han inventado un producto diseñado para el siglo XXI. Una de las claves que ayudan a los trabajadores de direccional a tener su trabajo hecho es tener un trépano capaz de cambiar rápidamente de ángulo. El SideWinder permite a los perforadores optimizar las caras del trépano para perforar verticalmente y con perforación direccional, ya sea usando mesa rotary (RSS) o motor de desplazamiento positivo (PDM). El SideWinder es único, debido a que el calibre tradicional es reemplazado por una estructura lateral de cutting, permitiéndole perforar en cualquier dirección. Cuando gira sobre un motor bent housing, los calibradores no arrastran mientras dura la rotación, lo que impide la velocidad de penetración. Un trépano SideWinder bit simplemente corta la formación a su paso, provocando una mayor velocidad de penetración (ROP) al rotar en pozos extendidos o laterales. SideWinter también provee de tres a seis grados más de desviación a un ángulo dado. En perforaciones direccionales, esto quiere decir que un trépano SideWinder puede construir la curva y continuar perforando hacia delante, en lateral, sin tener que maniobrar para cambiar el motor offset. Para productos RSS, quiere decir que el trépano hará exactamente lo que el operador quiera, independientemente de ser empujado u orientado. Los trépanos SideWinder pueden usar cualquier trépano. El mismo trépano de PDC estándar puede optimizarse para perforar hacia adelante o lateralmente. Estos pueden incluir diferentes densidades de corte, tamaño, tipo, profundidad o corte. Para trabajar sobre rocas muy abrasivas, una doble fila de cutres pueden instalarse a los lados. El SideWinder es extremadamente efectivo en cuanto a costos. No está valuado en un precio impagable. Encore aún debe encontrar un inconveniente en el SideWinder , entre los cuales incluye la perforación de un pozo demasiado grande, explica su co-inventor. El

SideWinder es un 80% más rápido que los trépanos de roca (12 a 20 pies por hora), según Reese. Recientemente, ha tenido su primer trabajo en un pozo offshore para la compañía Water Oil and Gas, en la que Baker Hughes realizó la labor direccional, usando su sistema de perforación Auto Trak. Fuente: New Technology Magazine [16]

Una Kymera revoluciona la perforación de pozos

Ventaja. Permite ahorrar tiempo y costo general de la operación. El trépano Kymera de Baker Hughes ha revolucionado la manera de perforar pozos gasíferos en

el sur de Bolivia, reduciendo los tiempos de perforación y costos, sostiene Paul Schulhauser, gerente de operaciones de la empresa. El sur de Bolivia tiene cierta complejidad, donde esta tecnología, al igual que el Trutrak, se ha adaptado muy bien y ha hecho un cambio bastante grande, pues en algunos casos se logra optimizar los tiempos de perforación en un 30-40% por cada sección de pozo. Con esta tecnología, el costo de perforación de un pozo se reduce significativamente.