Posicionamiento y tipos de Martillos y Amortiguadores de perforación



El diseño de la ubicación del martillo es importante durante la perforación. En general, se colocan en el BHA para generar cargas de impacto hacia arriba o hacia abajo para liberar la tubería atascada  o liberar un pez. Hay muchos factores que afectan la decisión de cuándo usar los martillos y dónde colocarlos para obtener el máximo beneficio.


Cuando empezamos a pensar en usar Drilling Jar

  • Hay formaciones de desprendimiento en un área determinada o en una profundidad determinada.
  • Hay lutitas hinchadas sensibles.
  • El Sistema de Circulación utilizado no tiene buenas propiedades de suspensión para suspender los esquejes.
  • Hay equipos costosos en el ensamblaje del fondo del pozo, como el collar de perforación Monel , el motor de fondo del pozo o las herramientas MWD que deben recuperarse.

 

Ejecutando el martillo de perforación

Antes de profundizar en la colocación de martillo de perforación, debe comprender que estos equipos se pueden ejecutar en compresión o tensión según las recomendaciones del fabricante, pero nunca en el punto neutro axial.

 

Colocación del martillo de perforación en el conjunto del orificio inferior BHA:

  • Para obtener el mayor beneficio, la colocación del martillo de perforación en el BHA del conjunto de orificio inferior debe estar a una pequeña distancia por encima del punto donde es probable que se pegue. Si los frascos se colocan muy por encima del punto atascado, parte de la acción discordante se desperdicia al estirar la tubería entre los frascos y el punto atascado. Los frascos se vuelven inútiles si se atascan o se colocan debajo del punto atascado.
  • La predicción de la ubicación del punto atascado no es sencilla y depende de los tipos de formaciones perforadas, las condiciones del pozo y la experiencia del perforador en el área.
  • Por ejemplo, si un BHA con tres estabilizadores se utiliza para perforar lutitas desprendidas, es probable que la lutita se desprenda y se apile alrededor de los tres estabilizadores. En este caso, los frascos a menudo se colocan sobre el estabilizador superior. Por lo general, se colocan pocos collares de perforación sobre los frascos para lograr una fuerza de sacudida eficaz en los collares de perforación debajo de los frascos.
  • Si es probable que se produzca un atasco del diferencial, todos los collares de perforación podrían atascarse . En este caso, sería ventajoso colocar los frascos en el tubo de perforación pesado HWDP por encima de los collares de perforación.

Tipos de martillos de perforación

Martillos hidráulicos 

El tipo más común de jarras hidráulicas opera en una secuencia de retardo de tiempo en la que el fluido hidráulico se mide a través de una pequeña abertura para la extensión inicial del mandril. Después de moverse una pequeña distancia durante varios minutos, el tamaño de la abertura del fluido aumenta drásticamente y el frasco se abre sin restricciones. Finalmente, cuando el martillo ha llegado al final de su recorrido, se logra una tremenda sacudida desacelerando rápidamente los collares y el tubo de perforación por encima de los martillos que habían acumulado velocidad durante la parte sin restricciones del ciclo de apertura. La magnitud del impacto de los frascos depende de la tensión aplicada a los frascos cuando se disparan. El tiempo necesario para que se encienda un  hidráulica depende del tipo de fluido hidráulico utilizado, el tamaño del orificio de medición y la temperatura del orificio.  

El disparo repetido de recipientes generalmente aumenta la temperatura del fluido hidráulico y, por lo tanto, reduce la viscosidad del fluido y el tiempo requerido para que se produzca el disparo hasta un punto en el que el recipiente se vuelve inútil.  

El principio de funcionamiento del martillo se puede explicar con la ayuda de este diagrama esquemático. Cuando se tira de la sarta de perforación, el pistón se mueve hacia arriba dentro de la carcasa y obliga al aceite hidráulico a descender a través del pequeño espacio anular entre el pistón y la carcasa, lo que restringe el movimiento del pistón. El pistón tarda varios minutos en salir de la carcasa de diámetro pequeño. Una vez que el pistón se mueve hacia el área de ID más grande, la velocidad del pistón aumenta dramáticamente y cuando el martillo golpea el yunque se logra una tremenda sacudida. La magnitud del impacto es directamente proporcional a la cantidad de tracción aplicada en los frascos antes de disparar.

componente del tarro de perforación

MARTILLOS mecánicos

Otro tipo común de frascos son los de funcionamiento mecánico. Estos están preestablecidos en la superficie o en el taller para disparar a una tensión determinada. Si bien no permiten varias tensiones discordantes, no hay ningún retraso de tiempo presente como en el caso de los cántaros hidráulicos. Para aumentar o disminuir la tensión discordante, los frascos deben salirse a la superficie, en otras palabras, la cuerda debe despegarse.

 

PARA QUE SE USAN AMORTIGUADORES? 

Un amortiguador es un dispositivo mecánico o hidráulico diseñado para absorber y amortiguar los impulsos de los golpes. Para ello, convierte la energía cinética del impacto en otra forma de energía (normalmente calor) que luego se disipa. La mayoría de los amortiguadores son una forma de amortiguador (un amortiguador que resiste el movimiento a través de la fricción viscosa).

 

de amortiguadores

Los amortiguadores se utilizan entre la broca y los collares de perforación para reducir la oscilación vertical (rebote) de la sarta de perforación.

¿Cuáles son las oscilaciones de la broca?

Los estudios de campo han demostrado que la frecuencia de las oscilaciones fue consistentemente de tres oscilaciones por revolución con un bit de tres conos. Se cree que la broca no perfora el fondo del agujero de manera uniforme (completamente plana) con una condición resultante de lugares altos y bajos, siendo el número de lugares altos y bajos el mismo que el número de cortadores en la broca. La amplitud de pico a pico es de aproximadamente 0,5 pulgadas. Esta condición del fondo del pozo podría explicar las tres oscilaciones por revolución cuando se perfora con una broca de tres conos.

Cómo utilizar un amortiguador para eliminar las oscilaciones de la broca

Los estudios muestran que la colocación de un amortiguador entre la broca y los collares de perforación puede:
  • Elimina casi por completo las oscilaciones verticales.
  • Aumenta el metraje de bits (vida útil de los bits): el rebote vertical provoca fluctuaciones en la carga de bits que tiene un efecto adverso en el metraje de bits
  • puede reducir las fallas de conexión del collar de perforación en formaciones duras al amortiguar el pandeo de alta fluctuación.

Las limitaciones de la perforación de amortiguadores

Desafortunadamente, los amortiguadores son propensos a fallas mecánicas debido a la complejidad del dispositivo y al hecho de que no puede fabricarse tan fuerte como los collares de perforación.

Colocación de los amortiguadores de perforación en la sarta de perforación BHA

Para una máxima eficacia, la herramienta de choque debe colocarse inmediatamente encima de la broca para minimizar la cantidad de masa no suspendida debajo de la herramienta. Es importante que la herramienta se coloque en una posición en la que esté expuesta a una carga lateral mínima o tensión de flexión.

Perforación del mecanismo del amortiguador

Idealmente, la herramienta debería tener el mismo grado de estabilización en ambos extremos para minimizar el pandeo.

Las vibraciones de la broca hacen que el eje se mueva hacia abajo dentro del mandril y comprima el resorte (carrera de compresión). Parte de la fuerza de vibración no se transmitirá a la sarta de perforación por encima de la herramienta porque parte de esa fuerza se ha almacenado como energía en el resorte, reduciendo así el impacto o impacto en la sarta de perforación. 

medida que el eje se mueve hacia arriba (carrera de expansión), el aceite debajo del soporte del resorte entre el eje y el mandril es forzado a fluir a través de una pequeña restricción hacia la cámara superior. El flujo de aceite genera una alta caída de presión que se convierte en calor, disipando así parte de la energía de vibración en calor.

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