Taladro de Perforación

Introducción:

La perforación de pozos data de épocas remotas, donde en Asia se perforaban pozos someros para la obtención de agua salada y sal común. En esa época se utilizaban métodos como la percusión o golpeteo de un sistema de tuberías introducidas en el hoyo mediante golpes en la parte superior de la misma. A través del tiempo, estas técnicas han sufrido modificaciones sustanciales, haciendo de la perforación de pozos un conjunto de técnicas dinámicamente evolutivas y a la par de otras tecnologías.

En el año de 1859, en Pensilvania, Estados Unidos, se perfora el primer pozo utilizando el sistema de percusión. El pozo Drake, nombre dado a este primer pozo, llego a una profundidad de 69.5 pies (21.1 mts.). En Venezuela, 19 años después (1878), se perforo bajo el sistema de percusión el primer pozo en el estado Táchira, hacienda La Alquitrana a una profundidad de 27 mts.

En el año de 1901, el Ingeniero Antony Lucas introduce el uso de una mecha colocada en la punta de la sarta de perforación y a la profundidad de 700 pies (213.4 mts), el pozo comenzó a emanar lodo de perforación que luego de ser desplazado, daría paso al petróleo, originándose el primer Reventón de petróleo (+- 84.000 BlS/día), causando gran revuelo, ya que 50 BIS de producción en aquella época eran considerados muy buenos. Este pozo estableció la utilización de la perforación rotatoria como un medio de perforación de pozos. En este método se utiliza una máquina que gira llamada mesa rotatoria, a través de la cual se inserta tubería; la mecha se conecta a la sarta de perforación y a través de la mesa rotatoria se transmite rotación y se procede de esta manera a la construcción del pozo.

La perforación rotatoria se inició en Venezuela en el año 1928 en el campo Quiriquire, Estado Monagas. A través del tiempo la perforación de pozos a sufridas grandes modificaciones producto de una serie de innovaciones en equipos y accesorios, mejora de la calidad del acero utilizado en la fabricación de tuberías, mejor manejo de los volúmenes de lodo y la incorporación de máquinas y equipos de perforación operada.

Hasta hace pocos años, la mayoría de los taladros eran mecánicos, es decir que la fuerza del motor se transmitía a los componentes a través de elementos mecánicos. La fuerza que sale de los motores se une, finalizando con que los motores se juntan a través de uniones hidráulicas o convertidores de torsión y con cadenas y poleas, las cuales equivalen la fuerza desarrollada por cada motor y transmitida por un fluido hidráulico para girar un eje que sale de la unión o convertidor.

Los ejes de transmisión se unen mecánicamente con poleas y cadenas, las cuales tienen la misma función que una correa de goma entre dos poleas a este arreglo de cadena y polea se le conoce como central de distribución, permitiendo que la fuerza generada por cada motor se pueda utilizar conjuntamente. La central de distribución a su vez transmite la fuerza de los motores hasta la mesa rotatoria y el malacate

En la actualidad se utilizan motores Diesel para generar energía eléctrica en los taladros de perforación, los cuales dan energía a grandes generadores eléctricos. Los generadores producen electricidad que es transmitida a través de cables al engranaje eléctrico de conmutadores y control.

Desde este punto de electricidad fluye a través de cables adicionales hasta motores eléctricos que están directamente conectados a diversos equipos como el malacate, bombas de lodo y la mesa rotatoria existen ventajas entre el sistema eléctrico y el sistema mecánico, ya que elimina la transmisión por cadenas que es altamente complicada.

Taladro de Perforación:

También llamado torre de perforación, es un dispositivo utilizado para realizar la perforación del suelo, generalmente entre 800 y 6.000 metros de profundidad, para pozos ya sean de gas, agua o petróleo.

Los taladros son utilizados para realizar un proceso llamado perforación de pozos, el cual consiste en hacer un orificio en suelo hasta llegar a la trampa petrolífera (lugar donde se encuentra el petróleo en el subsuelo). Este orificio se hace con la barrera o mecha que posee la torre de perforación, la cual se encuentra sostenida por un sistema de polea; mientras que las acciones son controladas mediante una mesa rotaria, la cual a su vez es movida por motores en un área denominada malacate para lograr la extracción de manera efectiva.

El Método Original de Perforación

El sistema a percusión:

La industria petrolera comenzó en1859 utilizando el método de perforación a percusión, llamado también “a cable”. Se identificó con estos dos nombres porque para desmenuzarlas formaciones se utilizó una barra de configuración, diámetro y peso adecuado, sobre la cual se enrosca una sección adicional metálica fuerte para darle más peso, rigidez y estabilidad. Por encima de esta pieza se enrosca un percutor eslabonado para hacer efectivo el momento de impacto (altura x peso) de la barra contra la roca. Al tope del percutor va conectado el cable de perforación. Las herramientas se hacen subir una cierta distancia para luego dejarlas caer libremente y violentamente sobre el fondo del hoyo. Esta acción repetitiva desmenuza la roca y ahonda el hoyo.

Ventajas y desventajas de la perforación a percusión

El uso de la perforación a percusión fue dominante hasta la primera década del siglo XX, cuando se estrenó el sistema de perforación rotatoria. Muchos de los iniciados en la perforación a percusión consideraron que para perforar a profundidad somera en formaciones duras, este sistema era el mejor.

Además, recalcaban que se podía tomar muestras grandes y fidedignas de la roca desmenuzada del fondo del hoyo. Consideraron que esta perforación en seco no perjudicaba las características de la roca expuesta en la pared del hoyo. Argumentaron también que era más económico. Sin embargo, la perforación a percusión es lenta cuando se trata de rocas muy duras y en formaciones blandas la efectividad de la barra disminuye considerablemente. La circularidad del hoyo no es lisa por la falta de control sobre el giro de la barra al caer al fondo. Aunque la fuerza con que la barra golpea el fondo es poderosa, hay que tomar en cuenta que la gran cantidad de material desmenuzado en el fondo del hoyo disminuye la efectividad del golpeteo y reduce el avance de la perforación. Si el hoyo no es achicado oportunamente y se continúa golpeando

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