Filosofía de Operación:
A diferencia de las brocas triconas que requieren alto peso (WOB) para triturar, las PDC cortan por velocidad y cizalla.
* WOB (Peso sobre la broca): Requieren significativamente menos peso. Un exceso de peso entierra el cortador hasta el sustrato, generando calor friccional excesivo que destruye el diamante ("heat checking").
* RPM (Rotación): Las PDC prosperan con altas RPM. La combinación de baja WOB y alta RPM es ideal, haciéndolas perfectas para uso con motores de fondo y turbinas.
* Hidráulica: El enfriamiento es vital. El diseño de boquillas debe garantizar que el fluido limpie la cara del cortador instantáneamente y disipe el calor. Un enfriamiento deficiente en rocas abrasivas lleva a la falla térmica prematura.
Mejores Prácticas de Corrida (Running Procedures):
El momento más crítico para una PDC es antes de tocar fondo.
* Limpieza del Hoyo: Las PDC tienen tolerancia cero a la chatarra (junk) en el pozo. Una tuerca o pieza metálica puede destruir la estructura de corte en minutos.
* Viaje de Tubería: Se debe bajar con cuidado al pasar por desviaciones (doglegs) o zonas estrechas para evitar golpear los cortadores de calibre (gauge cutters).
* Acercamiento al Fondo:
* Detener el viaje unos pies antes del fondo.
* Iniciar circulación y rotación (40-60 RPM) antes de tocar la formación.
* Tocar fondo "con una pluma" (muy suavemente). Jamás golpear el fondo con la sarta estática.
* Asentamiento (Break-in): Una vez en fondo, perforar los primeros pies con parámetros reducidos para establecer el patrón de corte en la roca fresca (bottom hole pattern) antes de aumentar a parámetros óptimos de perforación.
Diagnóstico de Fallas y Desgaste
* Desgaste del Calibre: Se manifiesta como alto torque en el fondo con poco WOB y bajo ROP.
* Desgaste de Cortadores (Dull): Caída súbita de ROP y torque, aumento de presión (si hay taponamiento).
* Formaciones Inadecuadas: Si al añadir peso no aumenta el ROP, la formación es demasiado dura para la configuración actual o la broca se ha "embolado" (balled up) en arcillas pegajosas.
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Aplicaciones Especiales: Perforación de Equipos de Flotación
Perforar el zapato, el collar flotador y el cemento con una broca PDC es una práctica común para ahorrar viajes, pero conlleva riesgos técnicos.
* Riesgos Materiales: Los tapones de goma, el cemento y las partes internas de aluminio del equipo de flotación pueden dañar los cortadores o bloquear las boquillas. El aluminio es particularmente dañino si se funde y adhiere a los cortadores.
* Rotación del Equipo: El mayor riesgo es que el collar flotador no esté bien asegurado y comience a rotar libremente con la broca. Esto impide el avance y genera calor extremo. Se requiere el uso de adhesivos epóxicos de alto torque (thread lock) en las conexiones del revestidor.
* Técnica de Perforación: Se recomienda usar brocas con protección de calibre pasiva o biselada para evitar que la broca corte el revestidor (casing) si se desvía. Los parámetros deben ser conservadores (bajas RPM, bajo WOB) hasta que la broca haya salido completamente al hoyo abierto y se haya limpiado de escombros de cemento/aluminio.
En resumen
Parámetros de Perforación y Operación
Para maximizar la vida útil y el ROP, se deben seguir parámetros específicos.
Parámetros Operativos
* Peso sobre la Broca (WOB): Las PDC requieren menos WOB que las triconas. Un WOB excesivo puede dañar los cortadores instantáneamente. Rango típico: 1,000 - 2,500 lbs por pulgada de diámetro.
* Revoluciones (RPM): Las PDC responden excelentemente a altas RPM.
* Rotación en superficie: 85 - 140 RPM.
* Motor de fondo/Turbina: Pueden superar las 750 RPM.
* Hidráulica: Crítica para enfriar los cortadores (por fricción) y evacuar recortes. Rango óptimo de HSI (Horsepower per Square Inch) de 2.0 a 4.0.
Procedimientos de Corrida (Running Procedures)
* Antes de bajar: Verificar que el hoyo esté limpio de "chatarra" (junk). El metal en el fondo destruye las brocas PDC. Verificar que la broca anterior no salió bajo calibre (under-gauge).
* Viaje (Tripping): Bajar con precaución. Pasar lento por zonas estrechas (tight spots).
* Escariado (Reaming): Evitarlo si es posible. Si es necesario, hacerlo con máxima circulación, bajas RPM (<60) y muy bajo WOB. El escariado desgasta prematuramente el calibre.
* Asentamiento (Breaking in):
* Comenzar rotación antes de tocar fondo.
* Tocar fondo suavemente y establecer un patrón de corte con bajo WOB y RPM moderadas.
* Incrementar parámetros gradualmente hasta el punto óptimo (Drill-off test).
Aplicaciones Especiales: Perforación de Equipos de Flotación
Es posible taladrar el equipo de flotación del revestidor (casing) con brocas PDC, evitando un viaje adicional, pero requiere cuidados:
* Riesgos: Daño a los cortadores por los componentes de aluminio/cemento o "junk" de disparos anteriores.
* Recomendaciones:
* Usar brocas con mínima protección de calibre activa o cortadores de calibre planos/biselados.
* El equipo de flotación debe estar asegurado con pegamento (thread lock) para resistir el torque.
* Controlar los parámetros para evitar dañar la broca antes de salir al hoyo abierto.
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