Estudiante Universitario

EQUIPO DE PERFORACION 4

COMPONETES DE UN EQUIPO DE PERFORACION 4

BARRENAS DE PERFORACIÓN 8

Principio de de operación. 9

Clasificación de barrenas. 9

Selección de barrenas. 14

Costos de las barrenas. 15

SARTA DE PERFORACION 17

Funciones de la Sarta de Perforación 17

Componentes de la Sarta de Perforación 17

Aspectos mecánicos 23

Limites operacionales Tubería de perforación (tubo) 24

COMPONENTES DE LA MESA ROTARIA 42

Caja reductora de velocidad 43

Ensamble de la mesa rotaria 43

TOP DRIVE 45

KELLY 47

Buje maestro 47

Buje del cuadrante 47

Flecha kelly 47

UNIÓN GIRATORIA O SWIVEL 47

MALACATE 48

CABLE DE PERFORACION 49

CORONA 49

BLOQUE VIAJERO 50

Gancho 50

ANCLA DEL CABLE 51

SISTEMAS DE ENERGIA 51

TRANSMICIONES 52

Eléctrica 52

Mecánica 52

FLUIDOS DE PERFORACION 53

Tipos de fluido de perforación 53

Selección del fluido de perforación 56

Aditivos del fluido de perforación 58

Bombas 59

EQUIPO DE PERFORACION

El equipo de perforación propiamente dicho consiste en un sistema mecánico o electromecánico, compuesto por una torre, de unos veinte o treinta metros de altura, que soporta un aparejo diferencial: juntos conforman un instrumento que permite el movimiento de tuberías con sus respectivas herramientas, que es accionado por una transmisión energizada por motores a explosión o eléctricos. Este mismo conjunto impulsa simultánea o alternativamente una mesa de rotación que contiene al vástago (kelly), tope de la columna perforadora y transmisor del giro a la tubería.

Paralelamente el equipo de perforación cuenta con elementos auxiliares, tales como tuberías, bombas, tanques, un sistema de seguridad que consiste en válvulas de cierre del pozo para su control u operaciones de rutina, generadores eléctricos de distinta capacidad según el tipo de equipo, etc. Si a esto se agregan las casillas de distinto diseño para alojamiento del personal técnico, depósito/s, taller, laboratorio, etc., Se está delante de un conjunto de elementos que convierten a la perforación en una actividad y comunidad casi autosuficientes.

COMPONETES DE UN EQUIPO DE PERFORACION

Los equipos de perforación se componen básicamente de:

∎ Sistema de energía.

* Generadores

∎ Sistema de izaje y levantamiento.

* Bloque de corona.

* Plataforma del torrero.

* Bloque viajero.

* Gancho.

* Malacate.

* Subestructura

* Cable de perforación.

∎ Sistema de Circulación.

* Tanques de lodo.

* Bombas de lodo.

* Tubo vertical.

* Manguera de perforación.

* Almacenamiento de lodo.

* Línea de retorno.

* Temblorinas.

* Desarcillador.

* Desarenador.

* Desgacificador

* Tanques de reserva.

∎Sistema rotatorio.

* Unión giratoria.

* Kelly

* Buje de junta Kelly

* Mesa rotaria

∎Sistema de control.

* Preventor anular.

* Preventor de reventones de ariete.

* Unidad de acumulación.

* Múltiple de estrangulación.

* Separador de gas/lodo

∎Sistema medidor de parámetros.

∎Tuberías y equipo de manejo.

* Tarima para tuberías.

* Planchada.

* Puerta central.

* Rápido (ratonera).

∎ Varios.

* Caseta.

* Sótanos

* Cable de levantamiento.

* Poste grúa.

Los principales elementos que conforman un equipo de perforación y sus funciones son las siguientes:

Torre de perforación: Es una estructura metálica en la que se concentra prácticamente todo el trabajo de perforación.

Sobre estructura: Es la encargada de soportar la torre de perforación como el malacate la mesa rotaria y alojar las válvulas preventoras de reventones.

Preventoras: Las perforaciones atraviesan formaciones donde se supone se encuentra el petróleo, desde que se inicia la perforación se instala en la boca del pozo un conjunto pesado de equipos con diversas válvulas que se denominan preventoras para controlar y evitar posibles brotes.

Válvulas Preventoras: Son válvulas instaladas en la cabeza del pozo que se perfora, con el objetivo de cerrar el pozo en caso de que el petróleo o gas de las formaciones atravesadas traten de subir a la superficie. Estas válvulas son accionadas mediante un dispositivo hidráulico conocido como acumulador de presión y está instalado a un lado de la torre.

Distribución de áreas en un equipo de perforación:

BARRENAS DE PERFORACIÓN

La barrena es la herramienta de corte que se localiza en el extremo inferior de la sarta de perforación y se utiliza para cortar o triturar la formación durante el proceso de perforación rotatoria.

Principio de de operación.

Las barrenas funcionan con base en 02 principios esenciales: fallar la roca en base venciendo sus esfuerzos de corte y compresión, el principio de ataque se realiza mediante la incrustación de los 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 esta barrena de dientes maquinados o insertos es de de trituración por impacto fallando la roca por compresión.

Estas tienen 3 conos cortadores que giran sobre su propio eje, varían de acuerdo con su estructura de corte ya que pueden tener dientes de aceros fresados o insertos de carburo de tungsteno.

Estas barrenas constan de 3 importantes componentes.

1.- Estructura cortadora (diente): La estructura de corte esta amoldada sobre los cojinetes los cuales corren sobre los pernos y constituyen una parte integral del cuerpo de la barrena.

2.- Sistema de rodamiento: Existen 3 diseños, rodillos y balines, auto lubricados con rodillos y balines, de fricción autolubricados y los de chumacera.

3.- Cuerpo de la barrena: Consta de una conexión roscada que una la barrena con la tubería, 3 ejes de cojinetes donde van montados los conos, los depósitos que contienen el lubricante para los cojinetes, toberas u orificios por donde salen los fluidos de perforación para la limpieza del pozo.

La IADC identifica las barrenas tricónicas de rodillo de acuerdo con:

∆ Tipo de diente (acero o inserto).

∆ El tipo de formación (en termino se serie y tipo).

∆ Las características mecánicas.

∆ Función del fabricante.

Barrenas de cortadores fijos: El mecanismo de ataque es por raspado fallando por esfuerzo de corte.

Las barrenas de diamante tienen un diseño elemental, a diferencia de las tricónicas carecen de elementos 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 de 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 PCD, no utilizan toberas para circular el fluido de perforación, puede pasar atreves del centro de la misma, alrededor de la cara de la barrena y entre los diamante por unos canales llamados vías de agua o de circulación.

Las barrenas de diamante natural: tienen un tipo de flujo radical 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 en formaciones duras, cortar núcleos de formación o 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.

Las barrenas de diamantes térmicamente estables (TSP): son utilizadas para perforar rocas duras como caliza dura, basalto y arenas finas, son más usadas que las de diamante natural, se caracteriza por diamante sintético de forma triangular, la densidad, el tamaño y forma del grano son características de cada fabricante.

Barrenas de compacto de diamante policristalino (PDC): El diseño de los cortadores está hecho con diamantes sintéticos en forma de pastillas (compacto de diamante). A diferencia de las barrenas diamantes natural y TSP, su diseño hidráulico funciona con sistema de toberas para lodo, al igual que las barrenas tricónicas , pueden ser rotadas a altas velocidades utilizadas con turbinas y motores de fondo y con diferentes pesos sobre barrenas, cuentan con una gran gama y especiales para cada formación desde muy suaves hasta muy duras, por su versatilidad son las más utilizadas.

La IADC identifica las barrenas de cortadores fijos según:

∆ Tipos de cortados.

∆ Material del cuerpo de la barrena.

∆ Perfil de la barrena.

∆ Diseño hidráulico para el

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