La sarta de perforación es el enlace físico entre el equipo de perforación en la superficie y la barrena (broca) en el fondo del pozo. Es un ensamblaje compuesto de tuberías y componentes de paredes gruesas que cumplen funciones mecánicas e hidráulicas esenciales.
1. Funciones Principales de la Sarta
Para que el proceso de perforación sea exitoso, la sarta debe cumplir con las siguientes tareas:
Transmisión de Energía: Transmitir la rotación (torque) desde la mesa rotaria o el Top Drive hasta la barrena.
Aplicación de Carga: Proporcionar el Peso sobre la Barrena (WOB) necesario para triturar o cortar la formación.
Conducto Hidráulico: Transportar el fluido de perforación a alta presión hacia la barrena para limpiar el fondo y enfriar los cortadores.
Control de Trayectoria: Alojar herramientas de navegación (MWD/LWD) para dirigir el pozo hacia el objetivo.
Integridad del Pozo: Permitir pruebas de formación y operaciones de cementación si es necesario.
2. Componentes Clave de la Sarta
Una sarta de perforación estándar se divide en dos secciones principales: la tubería de perforación superior y el Ensamblaje de Fondo (BHA).
A. Tubería de Perforación (Drill Pipe - DP)
Es la sección más larga de la sarta. Son tubos de acero sin costura con conexiones roscadas llamadas Tool Joints.
Su función es puramente de transmisión y transporte de fluido. No está diseñada para trabajar bajo compresión en pozos verticales.
B. Tubería de Perforación de Peso Pesado (Heavy Weight Drill Pipe - HWDP)
Piezas de pared gruesa que sirven como zona de transición entre la DP flexible y los componentes rígidos del BHA.
Ayuda a prevenir el pandeo y reduce la fatiga en la zona de transición.
C. Portamechas o Lastrabarrenas (Drill Collars - DC)
Tubos de acero de gran diámetro y gran peso que constituyen la mayor parte del BHA.
Función: Proporcionar el peso necesario (WOB) para perforar. Al ser rígidos, ayudan a mantener el pozo vertical (o la trayectoria deseada).
D. Estabilizadores
Herramientas con aletas (cuchillas) que tienen casi el mismo diámetro que el pozo.
Función: Centrar el BHA, reducir las vibraciones laterales y controlar la dirección del pozo.
E. Herramientas Especiales y Substitutos (Subs)
Shock Subs: Absorben las vibraciones axiales para proteger la sarta.
Jars (Martillos): Herramientas de impacto para liberar la sarta en caso de pegadura.
Reamers (Rimas): Para mantener el calibre del pozo en formaciones abrasivas.
3. Configuración del BHA (Bottom Hole Assembly)
El diseño del BHA depende del tipo de pozo. Un BHA mal diseñado puede llevar a problemas de vibración severa o desviaciones no deseadas.
BHA Pendular: Utiliza la gravedad para verticalizar un pozo desviado.
BHA Empacado (Packed Hole): Utiliza múltiples estabilizadores para mantener una trayectoria recta y rígida.
BHA Direccional: Incluye motores de fondo (Mud Motors) o sistemas rotatorios direccionales (RSS) para navegar el pozo.
4. Consideraciones de Diseño y Esfuerzos
Durante la operación, la sarta está sujeta a una combinación compleja de fuerzas:
Tensión: Causada por el propio peso de la sarta (especialmente en la parte superior).
Compresión: Presente en la sección inferior (BHA) para generar WOB.
Torsión: Resistencia de la roca y fricción contra las paredes del pozo.
Presión Interna/Externa: Diferenciales de presión del lodo de perforación.
Conclusión Técnica
La sarta de perforación es un sistema dinámico. El éxito de la perforación depende de un equilibrio entre la resistencia mecánica de los materiales y la eficiencia hidráulica del diseño. Conocer cada componente es vital para prevenir fallas catastróficas como el twist-off o el lavado de juntas.
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- Components Of Drill String
- Drill Pipe
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