• Author / Uploaded
• chris_glezz

• Categories
• Diamante
• Materiales
• Ingeniería
• Ciencia
• Naturaleza

Citation preview

Barrenas PDC

Julio 2013

Tipos de Barrenas de cortadores fijos

Cuerpo de Acero

Cuerpo de Matrix

Barrena Impregnada

Terminología

• PDC Polycrystalline Diamond Compact ( Diamante Compacto Policristalino)

Manufactura de cortadores PDC • Los elementos básicos para la manufactura de cortadores PDC:

Polvo de diamante Sintético

+ Sustrato de carburo de tungseno

Cortador PDC

Prensa cubica de Alta presión y Alta temperatura 1,000,000 psi y 1,400°C (2,550 °F)

Video Prensa Cúbica

Barrenas PDC Rango de tamaños. Matrix Bits 2-3/4” – 18-1/2” Steel Bits 3” – 26”

2¾” M609

26” Si819

Componentes básicos de una barrena PDC

Cortadores PDC

Aletas

Zona de Desalojo

Toberas intercambiables

Areas de una PDC Cono Hombro

Nariz Cortadores de la cara Cortadores del Calibre

Gauge Pad Insertos de proteccion al calibre Cortadores de Repaso

PIN de Conexion

Mecanismo de Corte de la PDC



El cortador PDC corta la formación por cizallamiento.



El cizallado es el mecanismo de corte más eficiente si se compara con los otros mecanismos a idénticas condiciones operacionales y con la misma formación.( menos energia)

Polycrystalline

Diamond Compact

Mecanismo de Corte de la PDC 

A medida que el cortador se desgasta la energía específica requerida aumenta reduciendo la eficiencia de perforación.



El mecanismo de Auto-Afilado del cortador PDC ayuda a mantener el nivel de eficiencia.

Auto-Afilado del Cortador PDC

Video de Cizallamiento

Video de Cizallamiento

Video de Cizallamiento.

Barrena Impregnada Kinetic Barrenas Kinetic utilizan multiples materiales Cortadores PDC Ranura de desalojo GHI (Grit Hot Pressed Inserts): • Horizontal • Vertical Material impregnado

Aplicación de Impregnadas  Perforan en formaciones duras y/o Abrasivas – Arenisca – Arenisca/Lutita – Carbonatos

 Perfora intervalos mas largos que la barrena triconica y PDC en estos ambientes.  Requieren altas RPM para mejor rendimiento

Barrenas impregnadas “GHI”- Grit Hot Pressed Inserts

Distribución de diamante uniforme, optimizada las tasas de desgaste.

K507

K703

BLADE COUNT/DENSITY

NOMENCLATURE PREFIX K

Kinetic Impreg Bit

1--2 3--4 5--6 7--8 9

Very heavy Heavy Set Medium Set Light Very Light

PROFILE 3 5 7

Round Medium Parabolic Long Parabolic

Mecanismo de Corte de las Impregnadas RASPADO: El diamante Sintético es incrustado dentro de una matriz de carburo de Tungsteno Conforma la aleta. La herramienta actúa como una piedra de ESMERIL por lo tanto perforan raspando la formación .La matriz se va desgastando con la finalidad de exponer nuevas piedras de diamante para raspar la roca. Normalmente requieren altas RPM para trabajar de manera adecuada( > 800RPM) Matriz de Carburo de tungteno

Diamante

Drilling Direction Aleta

Bit Body

Las barrenas Impregnadas perforan raspando la roca.

Evolución de las barrenas impregnadas.

Barrenas Híbridas.

Cizallado

Raspado

Barrena Hibrida Kinetic

Cortadores ONYX™ PDC

 Formacion especifica -

Entra en Lutita Termina en Arena abrasiva, carbonatos

GHIs soldados

 Unica estructura de corte ONYX PDC -

Cortadores PDC proveen alto ROP en seccion de lutita

 Aletas con impregnacion de diamante -

La aleta impregnada se convierte en la estructura de corte primaria una vez que la barrena se acopla a la arena abrasiva y a los cortadores PDC ONYX estan desgastados.

 GHIs son soldados en el bolsillo posterior para aumentar la durabilidad sobre el calibre de la cabeza de la barrena para prevenir pierda el calibre. 

La Hidraulica consta de boquilas

Aletas impregnadas

Hibrida Kinetic - Mecanismo de corte de doble acción en una sola barena: Cizallamiento y raspado de la formacion. - El primer mecanismo de corte se logra a través de cortadores PDC colocados a lo largo de las costillas. - Tan pronto como el cortador PDC es desgastado por la formación, transformando a la barrena en una impregnada. - Es similar a la impregnada, estas barrenas necesitan un sistema de accionamiento de alta energía. - Los objetivos es mejorar la ROP y dar durabilidad heterogénea en formaciones abrasivas donde la PDC tienen corta durabilidad y las barrenas impregnadas muestran baja ROP.

Patrones de Fondo

PDC

Triconica

Parámetros de Diseño- Perfil de la Barrena

Parámetros de Diseño- Angulo del Cono

Parámetros de Diseño- Angulo del Cono

Parámetros de Diseño- Angulo del Cono

Parámetros de Diseño- Ubicación de la Nariz

Parámetros de Diseño- Perfiles de Aletas

Parámetros de Diseño- Perfil de la Aleta

Parámetros de Diseño- Perfiles de la Aletas

Parámetros de Diseño- Densidad de Aletas Barrenas con mayor numero de aletas son requeridas a medida que los niveles de compresibilidad de la roca se va haciendo cada vez mayor

Parámetros de Diseño- Tamaños de Cortadores Existen diferentes Tamaños de Cortadores • Entre los mas comunes tenemos • 9,11,13,16,19

Formacion Dura

Formación Suave

Parámetros de Diseño- Angulo de Ataque del Cortador ( Back Rake)  Angulo con el que el cortador ataca la formación. • Los ángulos de ataque altos mejoran la resistencia al impacto y al desgaste. • Los ángulos de ataque bajos incrementan la ROP. • Los ‘back rakes’ se pueden modificar para obtener la máxima ROP y durabilidad. B.R

B.R

Angulo de Ataque del Cortador (‘Back Rake’) Bajo Back Rake  Formación Suave  Más agresivo

Alto Back Rake  Formación Dura  Menos agresivo

10°

30°

Side Rake Bajo ‘Side Rake’ = Más Agresiva Usado para balancear la Broca

Angulo Lateral Max 2º

Angulos de Ataque Variables

15°

20°

25° 30°

+ Agresivo

6 aletas / cortadores de 16mm 12¼” M616VPX, ER20091

Back Rake

-Agresivo

PDC Configuraciones en el calibre Direccionabilidad--- Tipo de pozo

Standard  Tipicamente usado (intervalos verticales y tang.)  3° DLS o menos.

Undercut Diseñado para uso en vertical/ y barrenas “ dropping” y radio cortos para aplicaciones direccionales. Alto potencial DLS 4° - 6° Preferido por cliente Gauge Pad “typically” .100” Ø under nominal diameter

Tapered

Active

Usado en aplicaciones Cortadores PDC expuestos direccionales con alto grado de DLS en calibre 4° - 6° DLS Esta caracteristica no es  Minimiza la tendencia tumbar en aprobada por Smith intervalos tangenciales. **Disponible bajo solicitud de cliente Originalmente diseñado para RSS  Preferido por cliente Gauge Pad typically begins with 1” pad length within API tolerance, then tapers (angle) to decrease final gauge pad diameter

“Pushbit" Los sistemas de accionamiento. Capacidad de corte lateral puede inducir par conduce a la vibración lateral y torsional. Puede inducir torbellino poco y stick slip.

Selección de barrenas • • • • • •

Estados mecánicos Asentamientos de TR. Programa de fluidos Pozos correlativos Soporte DBOS Evaluaciones de Desgaste Nuevas tecnologías