CLICK PARA LEER PRESENTACION EN SLIDESHARE
FUENTE CONSULTADA
http://ingenieraenpetroleo.blogspot.com/
La sarta de perforación.
Dicho simplemente la sarta de perforación esta compuesta de tubería de
perforación y botellas, collares, porta-mechas o drillcollars, con una
cierta cantidad de componentes menores y conecta los sistemas de
superficie con la broca de perforación.
Las funciones principales de la sarta de perforación son:
• Proporcionar una vía desde la superficie hasta la broca para que el fluido de perforación se puede llevar bajo presión.
• Transmitir la rotación, aplicada en superficie, a la broca.
• Transmitir la fuerza, o peso, a la broca para que la formación se rompa más fácilmente.
• Proporcionar los medios para bajar y subir la broca de perforación dentro del pozo.
Todas las conexiones que se hacen desde la swivel hasta la parte superior de la Kelly son de rosca izquierda (en sentido antihorario) y todas las demás son de rosca derecha (en sentido horario), pues dado que la rotación aplicada es en el mismo sentido horario las conexiones tenderán a apretarse en vez de soltarse.
Todos los tamaños de tubería, sean tubería de perforación, botellas, collares o porta-mechas o revestimiento están clasificados por el Instituto Americano del Petróleo (American Petroleum Institute)(API) por su diámetro exterior. (Outside diameter)(OD)
Las funciones principales de la sarta de perforación son:
• Proporcionar una vía desde la superficie hasta la broca para que el fluido de perforación se puede llevar bajo presión.
• Transmitir la rotación, aplicada en superficie, a la broca.
• Transmitir la fuerza, o peso, a la broca para que la formación se rompa más fácilmente.
• Proporcionar los medios para bajar y subir la broca de perforación dentro del pozo.
Todas las conexiones que se hacen desde la swivel hasta la parte superior de la Kelly son de rosca izquierda (en sentido antihorario) y todas las demás son de rosca derecha (en sentido horario), pues dado que la rotación aplicada es en el mismo sentido horario las conexiones tenderán a apretarse en vez de soltarse.
Todos los tamaños de tubería, sean tubería de perforación, botellas, collares o porta-mechas o revestimiento están clasificados por el Instituto Americano del Petróleo (American Petroleum Institute)(API) por su diámetro exterior. (Outside diameter)(OD)
Tubería de perforación (I)
Este es el componente principal, en términos de longitud de la sarta de perforación. Cada junta de tubería (llamada también ‘tubo’, ‘largo’, ‘sencillo’, etcétera) de perforación, hecha en acero, comúnmente tiene una longitud de 9 a 11 metros, con una caja de conexión (Tool Joint), macho o hembra, la cual está soldada en cada extremo de tal forma que se puedan enroscar entre sí una tras otra. El hombro alrededor de cada caja de conexión tiene un diámetro mayor pues así se ha dispuesto para dar mayor resistencia a las conexiones.
La tubería de perforación se consigue en varios diámetros (OD) aunque el más utilizado es el de 5” (127 mm). El diámetro interior de la tubería de perforación (Inside Diameter)(ID) varía de acuerdo al peso por unidad de longitud de cada tipo de tubo, entre mayor sea el peso, menor será su diámetro interior.
Comúnmente, el peso de la tubería de 5” más utilizada es de 19.5 lbs/pie o 29.1 kg/m:
Esto resulta OD = 5” = 127 mm
ID = 4.28” = 108.7 mm
También puede conseguirse tubería de perforación en diferentes grados de acero, lo cual se obtienen diferentes grados de resistencia, donde ‘D’ es la más débil y ‘S’ la más resistente.
La tubería con pared mas gruesa es llamada comúnmente ‘heavy weight drill pipe’ o tubería de peso pesado. A esta clase de tubería más pesada se le sitúa normalmente directamente
encima de los Drillcollars en la sarta de perforación para obtener mayor peso y estabilidad. Al igual que la tubería ‘standard’ los heavy weight drill pipe (HWDP) se consiguen en diferentes diámetros e ID (inside diameter) diámetro interior variable según su peso por unidad de longitud. Los heavy weight drill pipe se diferencian exteriormente porque tiene las cajas de conexión(Tool Joints) más largas que la tubería normal.
Comúnmente, el heavy weight drill pipe de 5” más utilizado es de 49.3 lbs/pie o 73.5 kg/m:
Esto resulta OD = 5” = 127 mm
ID = 3” = 76.2 mm
Nótese que el heavy weight drill pipe tiene el mismo diámetro exterior (OD) que el tubo estándar, y el mismo diámetro interior (ID) que los drillcollars.
Drillcollars..(Collares, botellas, o portamechas) (I)
Los Drillcollars son tubos de pared gruesa, rígidos y de alto peso que son la parte más importante del ensamblaje de fondo (Bottom Hole Assembly)(BHA), posicionados entre la tubería de perforación y la broca.
Cumplen varias funciones importantes:
• Proporcionar peso para la broca.
• Proporcionar la resistencia para que los drillcollars estén siempre en compresión.
• Proporcionar el peso para asegurar que la tubería de perforación siempre se mantenga en tensión para evitar que se tuerza.
• Proporcionar rigidez o consistencia para que la dirección del pozo se mantenga.
• Producir un efecto de péndulo, permitiendo que los pozos casi verticales puedan ser perforados.
En forma similar a la tubería de perforación los drillcollars se consiguen en varios diámetros exteriores (OD) con el diámetro interior(ID) variando según el peso por unidad de longitud.
Normalmente el ID es similar al de los Heavy weight Drill Pipe, cercano a 3” o 76 mm:
El peso aplicado a la broca debe provenir únicamente de los drillcollars, si el peso aplicado a la broca excede el peso total de los drillcollars, el peso extra provendrá de la tubería, la cual
estaría en compresión, siendo susceptible de torceduras y a que se zafara la rosca
El peso de los drillcollars actuando directamente sobre la broca tiene dos consecuencias principales:
• La tendencia de la sarta de colgar verticalmente debido al peso y la gravedad. Entre más pesados sean los drilcollars, menos probable es que el pozo se desvíe de la vertical.
• El peso aplicado a la broca la hará estabilizar, haciendo que el pozo mantenga su dirección constantemente. Esta estabilización de la broca también permitirá una distribución mas pareja de la carga sobre la estructura cortante de la broca. Esto evita que la broca se aleje de la posición central, garantizando un pozo derecho, de diámetro correcto, desgaste parejo de la broca y mayores ratas de penetración.
Mantener el pozo en la dirección correcta se logra no sólo por el peso y la rigidez de los drillcollars en la base de la sarta de perforación, sino con que el diámetro exterior OD de los drillcollars sea apenas menor que el diámetro de la broca empleada, o al diámetro del pozo.
Esto se conoce como sarta ‘empacada’.
El inconveniente asociado a este tipo de diseño de sarta de fondo (Bottom Hole assembly)(BHA) es que es muy susceptible de sufrir por pega diferencial, donde la tubería se pega en la torta que cubre las paredes del pozo. Este riesgo se minimiza mediante la utilización de drillcollars con diferentes diseños de sección, o de surcos en la superficie con el fin de reducir el área de contacto que pueda haber entre los drillcollars y la pared del pozo. Así los drillcollars pueden ser redondos, de sección cuadrada o elíptica, con surcos espirales, etcétera.
El Ensamblaje de Fondo (BHA)
Este es el nombre aplicado a los drillcollars y cualquier otra herramienta o tubería incorporada, incluyendo la broca. La sarta de perforación es entonces la tubería de perforación más el BHA. (el cual está incluido dentro del BHA).
Estabilizadores
Estos son unos tramos cortos de tubería,(Subs.) posicionados entre los drillcollars con el fin de mantenerlos centrados dentro del hueco, mantener el pozo derecho y por medio de la acción de corte mantener el diámetro correcto en las paredes del pozo. El diámetro completo del pozo se consigue con unas ‘Cuchillas’ montadas en el cuerpo del estabilizador, las cuales pueden estar hechas de aluminio o caucho macizo, o más comúnmente, de acero con insertos de carburo de tungsteno dispuestos en la caras cortantes. Los estabilizadores se pueden clasificar como de cuchillas rotantes o no rotantes, o como de cuchillas espirales o rectas.
Rimadores(Reamers)
Los rimadores riman las paredes del pozo a un diámetro igual o inferior al de la broca y realizan una función similar a los estabilizadores en cuanto que ayudan a estabilizar el ensamblaje de fondo y mantener el hueco con el diámetro completo.
Son usados generalmente cuando se experimentan problemas para mantener el pozo del diámetro de la broca, en formacionesabrasivas, cuando a la broca se le desgasta el diámetro exterior. En forma similar, se utilizan si se sabe que en el pozo existen ojos de llave, patas de perro, o escalones. El número y posición de las cuchillas rimadoras dictan la clasificación del reamer. Por ejemplo, con tres cuchillas, se llama un reamer de 3 puntos. Si se le ubica hacia la base del sub (como se muestra en la ilustración) se le llamara un reamer de tres puntos, cerca de la broca. Un reamer estabilizador tendrá las cuchillas posicionadas en el centro del sub.
Los Under-reamers también son ubicados directamente encima de la broca para rimar el hueco y mantener el diámetro o aumentar el diámetro del hueco ya perforado. La acción de corte o rimado se logra por medio de conos giratorios que van sobre brazos extensibles. Estos brazos se abren y se mantienen abiertos durante la perforación por la presión de lodo que esté pasando a través de la tubería. Esto permite que la herramienta pueda bajar a través de una sección de diámetro estrecho, como un revestimiento, y luego abrirse en la profundidad deseada..
Hole opener (ensanchador)
Esta herramienta es similar a los under reamers, en la cual la acción de corte o rimado se logra por medio de conos giratorios para ensanchar el diámetro del hueco. Pero a diferencia de estos, no van sobre brazos extensibles. Generalmente son usados en secciones superiores de pozos donde se requieran diámetros grandes.Cross-Overs
Los Cross-Overs son pequeñas secciones de tubería que permiten conectar entre sí tuberías y drillcolllars de diferente rosca y diámetro.
Martillos (jars)
Estos son elementos operados mecánica o hidráulicamente para proporcionar un golpe de alto impacto sobre la sarta de perforación dentro del pozo para el caso en que sobrevenga una pega de tubería. Los Martillos están específicamente diseñados para perforar o para pescar (recuperar una parte de la sarta de perforación que se ha dejado en el pozo).
Si la tubería se pega y no puede ser liberada trabajando la tubería con movimientos normales hacia arriba y hacia abajo, sin sobrepasar las limitaciones del equipo y la tubería entonces es cuando se usan los martillos para perforación rotaria.
Los martillos son herramientas diseñadas para proporcionar golpes de alto impacto, en sentido hacia arriba o hacia abajo sobre la sarta de perforación. La dirección para la cual se active el martillo depende del movimiento de la tubería cuando ocurrió la pega. Un golpe hacia abajo se obtendrá si la tubería estaba quieta o moviéndose hacia arriba. Un golpe hacia arriba se obtendrá si la tubería se está moviendo hacia abajo. La mayoría de las situaciones de pega resultan cuando la tubería se está moviendo hacia arriba o cuando esta quieta, por lo tanto el martilleo hacia abajo es el más común.
Para liberar la tubería se necesita que el jar esté por encima del punto de pega, por esto se les ubica a los martillos en la parte superior del ensamblaje de fondo (BHA), siempre arriba de los estabilizadores y otras herramientas de mayor diámetro susceptibles a pegarse.
Los martillos pueden ser activados hidráulica o mecánicamente, pero ambos funcionan con el mismo principio. Este es que el martillo consiste en un tubo de diámetro mayor el cual está unido a la sarta de abajo (la que está pegada) y un mandril de diámetro inferior, unido a la tubería libre arriba, el cual puede deslizarse liberando una gran energía(aceleración y fuerza) rápidamente bien sea hacia arriba o hacia abajo.
IMAGENES
MANUAL DATALOG
__________
__________
