Un motor de desplazamiento positivo (PDM) es una de las herramientas más populares para perforar un pozo direccional. Trabaja abatiendo hacia abajo y bombeando el lodo a través del motor sí mismo. Como se muestra en la figura 1, la sección inferior del motor tiene una carcasa de curvatura ajustable (bend housing).

Figura 1 - Motor de desplazamiento positivo (Cortesía de Schlumberger)

Antes de que el motor entre en el hoyo, es necesario realizar un proceso de montaje

La curva se ajustará de acuerdo con el rendimiento direccional que el motor necesita alcanzar. Esta curva es sólo muy ligera, generalmente por debajo de 2°. En algunos casos en que el requerimiento de construcción de angulo requiera respuestas agresivas, el bent housing se ajusta hasta en 2.2°.

El motor se conecta a herramientas de navegación, que luego se calibran, para que el operador direccional vea dónde apunta la curva al perforar. Estas herramientas se conocen como medidas durante la perforación, o MWD (measurement while drilling) , y se describen en detalle más adelante en este documento.

Las otras partes del sistema se ajustarán para tener en cuenta el rendimiento direccional requerido, cuya gravedad dependerá del diseño del taladro.

En la ilustración, figura 1, se muestran las partes principales del sistema, moviéndose desde abajo hacia arriba:

Broca - El motor es girado por el lodo que se bombea hacia abajo por la sarta de perforación. La broca o mecha se sienta en una carcasa desviada, y por lo tanto no apunta derecho. Esto provoca una fuerza lateral, que permite que la broca perfore un hoyo curvado.
Estabilizador Cercano a la Mecha (Near bit) - Más pequeño que la misma mecha, este estabilizador forma un fulcro, dentro del cual el motor actúa como una palanca, de modo que se puede generar una fuerza lateral en el sitio de la broca.
Motor de Fondo (Mud Motor) - La parte inferior del motor tiene una curva ajustable. Convierte la energía hidráulica del fluido de perforación en potencia mecánica (girando un poco)
Válvula de descarga - Por encima del motor, esta válvula puede desviar el lodo a la parte superior del motor si es necesario.
Estabilizador - Esta pieza actúa como el extremo de la palanca, y ejerce una fuerza opuesta en la broca.

Durante el proceso de perforación, el motor de fondo se orientará en la dirección deseada de manera que la broca pueda perforar un pozo direccional. Esto permite un cambio en la inclinación y azimut, o una combinación de los dos. También es posible girar toda la cadena de perforación, para permitir que la broca haga una línea recta en ciertos puntos. Esto explica por qué este sistema también se conoce como un motor orientable, ya que puede cortar un camino complicado hacia el objetivo deseado.

Los motores de barro se usan a menudo para comenzar el pozo desde una posición vertical, así como para continuar controlando la trayectoria del pozo en puntos posteriores en el taladro. Una vez que la inclinación del pozo excede los 60 °, se hace cada vez más difícil hacer una "deslizaje del ensamblaje" (perforar sin rotar la sarta de perforación) mientras está en el proceso de perforación.

Los Motores de fondo también causan problemas con la capacidad de mantener el hoyo limpio. La rotación de la sarta de perforación mejora enormemente el transporte de los recortes fuera del agujero, pero a altas inclinaciones puede provocar la acumulación de lechos de corte y adherirse a la sarta de perforación, evitando que funcione correctamente. Un enfoque preferible sería utilizar una herramienta dirigible que funcione mientras la sarta de perforación gira. Si bien tal dispositivo ya existe, es desafortunadamente una herramienta muy costosa.

Los siguientes videos le ayudarán a obtener más comprensión sobre un motor de barro y su configuración.

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