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• Cinthia Ortiz

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ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN.............................................................................................................................. 3 2. TRÉPANOS ........................................................................................................................................ 3 2.1. Clasificación de trepano.............................................................................................................. 3 2.1.1. Trepano de tricono ................................................................................................................ 4 2.1.1.1. Trepano de dientes......................................................................................................... 4 2.1.1.2. Trepano de inserto ......................................................................................................... 5 2.1.2. Trépanos de arrastre ............................................................................................................. 5 2.1.2.1. Trépanos con diamantes artificiales (PDC) ................................................................... 5 2.1.2.2. Diamantes naturales ...................................................................................................... 5 2.1.2.3. Inserto de carburo de tungsteno .................................................................................. 6 2.1.3. Trépanos especiales .............................................................................................................. 7 2.1.3.1. Ampliadoras o bisentricas .............................................................................................. 7 3. MOTOR DE FONDO ........................................................................................................................ 7 3.1. Tipos de motores de fondo .......................................................................................................... 7 3.1.1. Los Motores de Desplazamiento Positivo – PDM. ............................................................... 7 3.2. Las Turbinas que básicamente son bombas centrifugas o axiales .......................................... 8 3.2.1. Sección de Poder o Potencia ................................................................................................. 8 3.2.2. Sección de Rodamientos ....................................................................................................... 8 4. DRILL COLLAR ............................................................................................................................... 8 4.1. Clasificaciones ............................................................................................................................. 9 4.1.1. Drill collar lisos. ..................................................................................................................... 9 4.1.2. Drill collar espiral ................................................................................................................... 9 5. ACCESORIOS ................................................................................................................................. 10 5.1. Estabilizadores........................................................................................................................... 10 5.2. Rimadores .................................................................................................................................. 10 6. HEAVY WEIGHT ........................................................................................................................... 11 7. CONCLUSIÓN ................................................................................................................................. 12 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................. 13

ÍNDICE DE FIGURAS Fig. 1.1 trepano tricono ............................................................................................................................ 4 Fig. 2.2 trepano de dientes .................................................................................................................... 4 Fig. 3.3 trepano de inserto .................................................................................................................... 5 Fig. 4.4 trepano de diamantes naturales.............................................................................................. 6 Fig. 5.5 trepano inserto de carburo de tungsteno ................................................................................ 6 Fig. 6.6 ampliadiadores o bisentricas .................................................................................................. 7 Fig. 7.7 drill collar lizo ........................................................................................................................... 9 Fig. 8.8 drill collar espiral ..................................................................................................................... 9 Fig. 9.9 estabilizadores ........................................................................................................................ 10 Fig. 10.10 Rimadores............................................................................................................................ 11 Fig. 11.11 heavy weight ........................................................................................................................ 11

1. INTRODUCCIÓN El ensamblaje de fondo es la sección de la sarta de perforación que agrupa el conjunto de herramientas entre la broca y la tubería de perforación. Tiene como funciones proporcionar el peso requerido sobre la mecha para maximizar la tasa de penetración, producir hoyos en calibre, evitar la formación de dog legs severos, ojos de llave, minimizar Vibraciones y pegamentos de la sarta de perforación. Está compuesto por: el Motor de fondo, Drill Collar, NMDC, Heavy Weight Drill Pipe, Estabilizadores, Crossover sub y otros. 2. TRÉPANOS El trepano es un herramienta que está relacionada con la perforación. Gracias a su combinación de rotación y peso esto permite hacer un pozo. Sus principales componentes al principio furo solamente acero actualmente se incorporaron distintas aleaciones de materiales como el cuerpo más carburo de tungsteno. 2.1. Clasificación de trepano Existen básicamente tres tipos de trepano 

Trepano tricono  Trepano de dientes  Trepano de inserto



Trépanos de arrastre  Con diamantes artificiales (PDC)  Con diamantes naturales  Con insertos de carburo de tungsteno



Trépanos especiales  Ampliadoras o bisentricas

2.1.1. Trepano de tricono Este trepano se trata de tres conos montados sobre cojinete (ver figura 1.1). Fig. 1.1 trepano tricono

FUENTE. (https://images.search.yahoo.com) Por acción de dientes maquinados se rota en el fondo, ayudado por la presión hidráulica de lodo que sale por las tres boquillas 2.1.1.1. Trepano de dientes Este tipod de trepano se utiliza generalmente se utiliza para realizar la perforacion en esturcturas o formaciones blandas , generalmente su diseño de sus dientes son mas largas que otros trepano.(ver figura 2.2). Fig. 2.2 trepano de dientes

FUENTE. (https://images.search.yahoo.com)

2.1.1.2. Trepano de inserto Este tipo de trepano es inverso a trepano de dientes ya que se utiliza se la hace para perforar estructuras de formaciones duras (como se muestra figura 3.3). Fig. 3.3 trepano de inserto

FUENTE.(https://images.search.yahoo.com) 2.1.2. Trépanos de arrastre 2.1.2.1. Trépanos con diamantes artificiales (PDC) Sinónimos: barrena de arrastre, barrena de cortadores fijos El diseño del cuerpo de la barrena así como la disposición y configuración de las hileras de diamantes ofrece una variedad alternativas para perforar las diferentes clases de rocas, Estos cortadores son discos de diamante sintético de 1/8 pulgada de espesor y 1/2 a 1 pulgada de diámetro aproximadamente. Las barrenas de PDC son efectivas para la perforación de formaciones de latita, especialmente cuando se utilizan en combinación con lodos base aceite. (Glossary, 1998) 2.1.2.2. Diamantes naturales Estas brocas son utilizadas en formaciones duras y abrasivas. Presentan una variedad de estilos para perforación rotaria con motor de fondo.

Están diseñadas por varias tamaños de grados, y concentraciones de diamantes naturales (ver figura 4.4), (trepanos -unsa.blogspot.com, 2015) Fig. 4.4 trepano de diamantes naturales

FUENTE. (http://trepanos-unsa.blogspot.com) 2.1.2.3. Inserto de carburo de tungsteno Los trepano TCI usan insertos de carburo de tungsteno para destruir la roca. (ver figura 5.5) Fig. 5.5 trepano inserto de carburo de tungsteno

FUENTE. (https://es.slideshare.net/perforacione) Estos son muy duras pero tienen menor resistencia al impacto que los dientes de acero. También el funcionamiento de los insertos pueden afectarse por observaciones de calor, y en donde3 hay ciclos de calor y de enfriamiento que pueden causar que se resquebrajen los insertos y que estos no funcionen correctamente cuando hay cargas de perforación.

2.1.3. Trépanos especiales 2.1.3.1. Ampliadoras o bisentricas Se utiliza para operaciones tales como la ampliación del diámetro de agujero y sea desde la boca del pozo (superficial) o desde una profundidad determinada (como muestra en la figura 6.6) Fig. 6.6 ampliadiadores o bisentricas

FUENTE. (slidesharecdn.com) 3. MOTOR DE FONDO Motores de Fondo (downhole motors – DHM) Son herramientas que convierten la energía hidráulica del flujo del lodo en energía mecánica que permiten la rotación del trepano sin necesidad de transmitir esta rotación desde superficie. (ulver, 2015) 3.1. Tipos de motores de fondo Los motores de fondo son potenciados por el flujo del lodo de perforación. Los dosimportante s tipos de motores de fondo son: 3.1.1. Los Motores de Desplazamiento Positivo – PDM. El primer motor de fondo usado en los campos petroleros fue el Dinadrill (Configuración tubular 1:2). Todos los motores de fondo constan básicamente de los siguientes elementos: 

Válvula de Descarga (Dump Valve Assembly).



Sección de Poder o Potencia (Power Section)



Sección Ajustable.



Transmisión



Sección de Rodamientos (Bearing Section)



Sección Giratoria (Drive Shaft Assembly

3.2. Las Turbinas que básicamente son bombas centrifugas o axiales La turbina convierte la energía hidráulica proveniente del lodo en energía mecánica rotativa para ser entregada a la mecha de perforación. La velocidad de rotación en fondo está entre las 600 rpm y 1500 rpm. La rotación del trépano es independiente de la rotación de tubería. Las turbinas de perforación básicamente constan de dos partes: 3.2.1. Sección de Poder o Potencia Esta sección provee la potencia a la turbina. Dependiendo del requerimiento podemos tener configuraciones de 1, 2 hasta 3secciones de potencia por turbina. Se pueden contar con 70 a 150 piezas de alabes (Rotor/Estator) por sección de potencia 3.2.2. Sección de Rodamientos Soporta las fuerzas axiales que se transmite a través del eje, desde la sección de potencia. 4. DRILL COLLAR Los Drill Collar son tubulares pesados de acero o metal no magnéticos rígidos, ubicados encima de la broca, proporciona la rigidez y peso suficiente paraproducir la carga axial requerida por la broca para una penetración másefectiva en la formación, (xavier, 2006) Funciones 

Proteger la sarta de perforación del pandeo y torsión



Controlar dirección e inclinación



Disminuir patas de perro (dog leg) por su rigidez



Mejorar el desempeño de la broca



Reducir la perforación irregular y el pegamiento de tubería.

4.1. Clasificaciones Se tiene dos tipos de drill Collar: 4.1.1. Drill collar lisos. Presenta mayor tendencia al atascamiento por tener una mayor área de contacto con la pared del pozo.(ver figura 7.7) Fig. 7.7 drill collar lizo

FUENTE: (https://www.google.com) 4.1.2. Drill collar espiral Brinda protección contra el atascamiento diferencial reduciendo el área de contacto con la pared del pozo, evitando con esto pegaduras por presión diferencial en agujero abierto y permite que la presión -Hidrostática se iguale alrededor de los drill Collar (ver figura. 8.8) Fig. 8.8 drill collar espiral

FUENTE: (https://www.drill+collar+espiral.)

5. ACCESORIOS 5.1. Estabilizadores Los estabilizadores son parte integral del ensamblaje de fondo. Ellos concentran el peso de los tubos lastra barrenas sobre la barrena o mecha de perforación, endurecen el ensamblaje de fondo, y mantienen los tubos lastra barrena lejos de la pared del pozo, reduciendo el riesgo de tuberías atascadas. (Ver figura. 9.9). Fig. 9.9 estabilizadores

FUENTE: (https://www.google.com/search)

5.2. Rimadores Los rimadores riman las paredes del pozo a un diámetro igual o inferior al de la broca y realizan una función similar a los estabilizadores en cuanto que ayudan a estabilizar el ensamblaje de fondo y mantener el hueco con el diámetro completo. Son usados generalmente cuando se experimentan problemas para mantener el pozo del diámetro de la broca, en formaciones abrasivas, cuando a la broca se le desgasta el diámetro exterior. En forma similar, se utilizan si se sabe que en el pozo existen ojos de llave, patas de perro, o escalones. El número y posición de las cuchillas rimadoras dictan la clasificación del reamer.

Por ejemplo, con tres cuchillas, se llama un reamer de 3 puntos. Si se le ubica hacia la base del sub (como se muestra en la ilustración) se le llamara un reamer de tres puntos, cerca de la broca. Un reamer estabilizador tendrá las cuchillas posicionadas en el centro del sub. (Ver figura 10.10) Fig. 10.10 Rimadores

FUENTE: (https://www.google.com/search) 6. HEAVY WEIGHT La tubería pesada constituye el componente intermedio del ensamblaje de fondo. Es un tubular de espesor de pared gruesa, similar a las barras de diámetro pequeño, cuya conexión posee las mismas dimensiones que las de la tubería de perforación para facilitar su manejo, pero es ligeramente más larga. Se conoce también con los nombres de "Heavy Wall Drill Pipe" y "Heavy Weight Drill Pipe". (ver figura 11.11) Fig. 11.11 heavy weight

FUENTE: (https://www.google.com/search)

La función más importante de la tubería pesada es servir de zona de transición entre las barras y la tubería de perforación, para minimizar los cambios de rigidez entre los componentes de la sarta, con el objeto de reducir las fallas originadas por la concentración de flexión cíclica en la conexión de la tubería de perforación. 7. CONCLUSIÓN La selección de un buen ensamblaje garantiza la disminución de tiempos de perforación de un pozo petrolero, aumento de margen de ganancia para la corporación. Los estabilizadores mantienen el BHA concéntrico en el pozo reduciendo de esta manera el pandeo y la flexión. Sin embargo los estabilizadores podrían incrementar la torsión y arrastre. Un pandeo excesivo puede generar pegas de la tubería en el hoyo. Analizar las formaciones para usar qué tipo de barrena se utilizara.

BIBLIOGRAFÍA 1.- 27, U. (2 DE ABRIL DE 2015). https://es.scribd.com. Obtenido de https://es.scribd.com: 2.- HTTPS://es.scribd.com 3- GLOSSARY. (lunes de marzo de 1998). glossary.oilfield.sld.com. Obtenido de glossary.oilfield.sld.com. www.glossary.oilfield.sld.com

4.- TREPANOS -UNSA.BLOGSPOT.COM. (12 DE MAYO DE 2015). Obtenido de trepanos -unsa.blogspot.com: www.trepanos -unsa.blogspot.com

5.- ULVER. (12 DE ABRIL DE 2015). https://es.scribd.com. Obtenido de https://es.scribd.com: https://es.scribd.com

6.- UNSA.BLOGS. (12 DE MAYO DE 2015). Obtenido de unsa.blogs: http://trepanosunsa.blogspot.com

7.- XAVIER, D. (2006). drill collar. mexico: 1.