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-Octava versión-

Instructor: EDELBERTO HERNÁNDEZ TREJOS

5 Y 6 de Noviembre de 2005 Centro Internacional de Negocios LA TRIADA Bucaramanga – Colombia NEW GAS AND OIL LTDA.

OPERACIÓN, DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y ASESORIAS EN GAS, PETRÓLEO Y AGUA

CURSO DE OPERACIONES DE WORKOVER - OCTAVA VERSION -

CURSO OPERACIONES DE WORKOVER - OCTAVA VERSION -

INSTRUCTOR ING. EDELBERTO HERNÁNDEZ TREJOS

CENTRO INTERNACIONAL DE NEGOCIOS LA TRIADA 5 Y 6 DE NOVIEMBRE DE 2005 BUCARAMANGA – COLOMBIA

INSTRUCTOR ING. EDELBERTO HERNÁNDEZ TREJOS

CURSO DE OPERACIONES DE WORKOVER - OCTAVA VERSION -

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN OPERACIONES DE WORKOVER COMUNES 1. TIPO DE UNIONES Y FLANGES 2. SARTA DE PRODUCCIÓN Y ELEMENTOS TUBULARES 3. LOGÍSTICA EN OPERACIONES DE WORKOVER 4. CORTADOR INTERNO DE CASING TIPO A-1S 5. JUNK MIL Y TAPPER MIL, MODELOS A1 6. CUCHARAS DESVIADORAS 7. ENSANCHADORES DE HUECO 8. JUNK BASKET SUB 9. RABO DE RATA Y DE COLLARS 9.1.

DRILLING JARS

10. RASPADORES DE CASING 11. JUNTAS DE SEGURIDAD (SAFETY JOINT) 12. SPEARS 13. KNUKLE JOINT 14. PRUEBAS DE REVESTIMIENTO (LEAK – OFF) 15. OPERACIONES DE BACK – OFF.

USOS.

HERRAMIENTAS Y

PROCEDIMIENTOS 16. REPARACIÓN DE COLAPSOS. OPERACIÓN Y HERRAMIENTA 17. OPERACIONES DE PESCA DE CABLE (SAND LINE) 18. LIMPIEZA DE ARENA EN POZOS CON ARENAMIENTO CONTINUO 19. PRUEBAS

DRILL

STEAM

TESTING.

USOS.

CABLES.

CONSIDERACIONES Y EQUIPO. OPERACIÓN. 20. OPERACIONES DE SUABEO.

HERRAMIENTAS.

ENSAMBLE DE

HERRAMIENTAS. PROCEDIMIENTO. INFORMACIÓN.

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21. GENERALIDADES SOBRE EMPAQUES Y RETENEDORES. FORMA DE USO Y CLASES. 22. EMPAQUE PERMANENTE MODELOS “D” Y “DB” 23. EMPAQUE PERMANENTE BAKER MODELO “DA” 24. EMPAQUE BAKER MODELO “F-1. FB-1. FA. FAB. FA-1. FAB-1” 25. EMPAQUE BAKER MODELO “KB” 26. EMPAQUE BAKER MODELO “SABL-3 Y SAB-3” 27. EMPAQUE PERMANENTE EZ SV – DRILL 28. EMPAQUE RECUPERABLE BAKER MODELO R-3 29. EMPAQUE RECUPERABLE MODELO A-3 Y AL-2 30. EMPAQUE RECUPERABLE BAKER MODELO G 31. EMPAQUE RECUPERABLE BAKER MODELO MR-1 32. EMPAQUE RECUPERABLE BAKER MODELO A-5 33. EMPAQUE RECUPERABLE BAKER MODELO AD-1 34. EMPAQUE RECUPERABLE BAKER MODELO RTTS 35. EMPAQUE RECUPERABLE BAKER FULL – BORE, MODELO C MANEJO DE POZO 1. GENERALIDADES 2. ACUMULACIONES EN LOS POZOS 3. LIMPIEZA DE LOS POZOS 4. REACONDICIONAMIENTO (WORKOVER) 5. EXCLUSIÓN DE ARENAS 6. COMPLETAMIENTO DEL POZO 7. EXCLUSIÓN DE AGUAS BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

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INTRODUCCIÓN Con el nombre de Workover se denomina toda una serie de trabajos algunos de regular periodicidad realizada a los pozos con el fin de mantener su producción en valores más o menos constantes. También se acostumbra dentro de este término incluir los trabajos de completamiento o recompletamiento del pozo y estimulaciones. Como son muchas las causas de baja productividad de los pozos, los problemas tratables o trabajables son los que a menudo exigen los trabajos de Workover, tales como problemas de la formación cerca al pozo, problemas de las perforaciones y liners rasurados y los problemas de equipos de producción. Como siempre deberá tenerse una buena historia de producción al cual se le planea hacer el Workover. Usando dicha historia se debería diseñar el trabajo a realizar en forma lógica y tratando siempre de ahorrar al máximo el tiempo de equipo (taladro) necesario para tales operaciones y así minimizar costos.

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OPERACIONES DE WORKOVER COMUNES

a- Lavado de arena b- Empaquetamiento con grava. c- Cañoneo y/o recañoneo. d- Reparación de colapsos. e- Taponamiento de rotos en el Casing y búsqueda de los mismos fPruebas DST. g- Lavado de perforaciones. h- Operaciones de swabeo. i- Acidificaciones. j- Fracturamiento. k- Corrida y cementación de liners. l- Squeezes. m- Cambios de bombas de subsuelo, válvulas de gas lift, de varillas. n- Operaciones de pesca (tuberías, cables, llaves, conos, empaques y/o cuñas, etc.).

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1. ESPECIFICACIONES API DE ALGUNAS FLANGES

DIAM.

OD. ESPESOR No. FLANGES HUECOS

6 X 2000 14 10 X 2000 20

2 2

3/16

12 X 2000 22

2

15/16

20

16 X 2000 27

3

5/16

20

20 X 2000 32

3

7/8

24

6 X 3000

2 ½

12

15

13/16

12 16

10 X 3000 21 ½ 12 X 3000 24 16 X 3000 27 ¾

3 3 3

1/16

20 X 3000 33 ¾

4

3/4

20

6 X 5000

3

5/8

12

7 /16 15/16

16 20 20

TORNILLO DIAM. X LOG. 1 X 7 3/8 1 ¼ x 9 ¼ 1 ¼ x 9 ½ 1 ½ x 10 ¾ 1 5/8 x 12 ¼ 1 1/8 x 8 ¾ 1 1/8 x 10 1 3/8 x ¾ 1 5/8 x 12 ¼ 2 x 15 1/4

SERIE

RING

600 600

45 53

600

57

600

65

600

73

900

45

900 900 900

53 57 66

900

74

10 X 5000 23

4 11/16

12

1 3/8 x 11 1500 ¼ 1 7/8 x 14 1500

12 X 5000 25 ½ 14 X 5000 29 ½

5 5

7/16

16 16

2 x 16 2 ¼ x 18

15 ½

7/8

9 X 2000 9 X 3000 11 X 3000

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3/8

1500 1500

46

58 63

54

49 49 53

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FORMAS COMUNES DE ESPECIFICAR ELEMENTOS TUBULARES YADITAMENTOS USADOS EN ÁRBOLES DE NAVIDAD. ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾

Válvula de compuerta de 4” x 2000, flanchada Válvula de compuerta de 4” x 2000, roscada. Válvula de bola de 4” x 2000, flanchada. Válvula de Mariposa de 6" x 2000, flanchada. Válvula de Tapón (pulg.) 4” x 2000, flanchada. Cruz de espárragos de 3 x 2”, serie 600. Codo de 90 o, serie 600 2” x 1”, roscado. Codo de 450, serie 600 2” x 1”, roscado. Tapón (Bull pulg.) de 2” x 3000. Tee de salidas rascadas 2" x ½” x 1”, serie 600. Tapón de cabeza hexagonal 2” de alta. Tapón de cabeza redonda. Unión universal de 2” x 3000, salidas roscadas. Ye (Y) roscada de 1” x 200. Ye (Y) flanchada de 3” de alta. Cruz roscada de 3” x 3” x 2000 psi. Cople roscado de 2” x 2000. Espárragos de ½” x 10”. Tornillo (bolt) de ½” x 10”. Stud bolt de ½” x 10”. Tornillo (bolt) de 1/2" x 10". Stud bolt de 1/2"' x 10". Tuerca (Nut) de 1/2" de alta. Nipple de 4" roscado de Alta.

2. ALGUNAS SARTAS DE PRODUCCIÓN USADAS Y ELEMENTOS TUBULARES. SARTA DE VARILLAS TÍPICA (Bombeo Mecánico). Normalmente puede utilizarse una sarta como la siguiente: Bomba de subsuelo + varillas de ¾” + varillas de 7/8” + varillas de 1”. SARTA DE PRODUCCIÓN PARA BOMBEO MECÁNICO Tapón de 2 7/8” + Tubo de 2 INSTRUCTOR ING. EDELBERTO HERNÁNDEZ TREJOS

7/8”

+ ancla de gas (tubo ranurado) +

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Niplesilla + Tubos de 2 7/8. SARTA PARA GAS LIFT Niple campana o tubo ranurado corto + empaque (puede ser modelo G) + Niplesilla + Tubo de 2 7/8 + Mandril para gas lift + 8 Tubos de 2 7/8 + Mandril + Tubería de 2 7/8. OTROS TIPOS DE UNIONES DE TUBERÍAS USADAS EN WORKOVER UNION TIPO

EQUIVALENCIA

3 ½ Reed Wide Open (ROW)

3 ½ IF 4 ½ SH

4 Reed Wide Open

4 ½ XH 5 Double SL (stream

line) 5 ½ MO NC – 46 4 ½ Reed Wide Open

Tubing 2 7/8 (ROW) 2, 7/8, ROW 2 7/8 REED OPEN HOLE 2 7/8 AMERICAN OPEN HOLE

4 ½ IF 5 XH NC- 50 ID, COPLE 2 7/16” 2 7/16” 2.151”

OD, COPLE, INCH 4 1/8 3 ¾ 3 7/8

CONEXIONES DE KELLY'S COMUNES

CUADRADAS

DIAM. (Plug) 3 ½ 4 ¼ 5 ¼ 6

UNION SUP. (Izq.) 4 ½ Reg. 6 5/8 Reg. 6 5/8 Reg. 6 5/8 Reg.

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UNION INF 3 ½ IF 4 ½ IF 5 ½ FH 6 5/8 Reg.

PESO (Lbs) LONG. (Pies) 1.320 40-46 1.820 40-46-54 2780 40-46-54 3.700 40-46-54

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HEXAGONALES

3 ½ 4 1/4 5 ¼ 6

4 6 6 6

½ Reg. 5/8 Reg. 5/8 Reg. 5/8 Reg.

2 3 4 5

7/8 IF ½ IF ½ IF ½ IF

1.200 1.740 2.550 3.040

40-46 40-46-54 40-46-54 40-46-54

3. LOGÍSTICA DE OPERACIONES EN ALGUNOS TRABAJOS A POZOS ALGUNOS TRABAJOS A POZOS

Identifique el pozo y profundidades correctas

Descargue el pozo hasta que muera

Llenar con un buen fluido de completamiento Instalar preventoras de varillas

Sacar varillas y bombas

Llenar el pozo

5

Retirar el árbol de navidad e instalar BOPS

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12

Llene el pozo con un buen fluido.

Baje tubería con empaque y niplesilla (intervalo aislado).

Déle remojo si usa retardados.

Acidificar.

Circule en reversa.

Swavear.

Ponga el pozo en producción. Calcule ¨J¨.

Mate nuevamente el Pozo.

Saque tubería de trabajo y Empaque.

Baje sarta de producción y quite BOP¨S.

Instale el árbol de navidad.

Pruebe bomba de subsuelo en superficie (Si es bombeo mecánico).

Instale preventora de varillas y baje bomba.

Pruebe con 100 Psi la bomba en el fondo.

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Ponga el pozo en producción.

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11

Fracturar?

Acidificar

No Baje tuberías + empaques + Niplesilla para aislar el Intervalo

12

Fracture

Circule en reversa por debajo del empaque, no por Encima

Deje relajar presión hasta cero sin Backflow

Swavear el pozo

Chequear el índice J.

Matar el pozo.

Saque sarta de trabajo.

Baje sarta de producción.

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12

Llene el pozo con un buen fluido.

Baje tubería con empaque y niplesilla (intervalo aislado).

Déle remojo si usa retardados.

Acidificar.

Circule en reversa.

Swavear.

Ponga el pozo en producción. Calcule ¨J¨.

Mate nuevamente el Pozo.

Saque tubería de trabajo y Empaque.

Baje sarta de producción y quite BOP¨S.

Instale el árbol de navidad.

Pruebe bomba de subsuelo en superficie (Si es bombeo mecánico).

Instale preventora de varillas y baje bomba.

Pruebe con 100 Psi la bomba en el fondo.

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Ponga el pozo en producción.

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Bajar con cuello dentado hasta fondo con tubería conejeada y medida, Lavando en reversa o directa

7

Baje con raspador y broca a fondo, para chequear colapso

Si Saque cuello dentado.

Baje liner rasurado y Empaquete con grava.

Saque la washpipe. Bajar sarta de producción.

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Pudo llegar A fondo?

N o 10

Baje con washpipe de 1¨ y toque fondo de liner.

Circule en reversa desde el fondo del liner y lave posible arena. Chequee el empaquetamiento.

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Si 10

Baje bloque de impresión

Colapso?

30

No

Baje raspador a fondo

Pescar

Si 50

Haga prueba de casing.

Casing roto.

40

Continué operaciones.

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30

Repare colapso con Tapper Mill en tamaños progresivos de diámetro.

Baje con raspador a fondo.

50

Haga squeezes y/o tapones. 40

Baje con raspador y broca, limpie y seque.

Haga prueba de inyección y/o seca.

Si Hay rotos?

No

Continué operaciones.

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40

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4.

CORTADOR INTERNO DE CASING TIPO A – 1’ S

Este tipo de cortador interno se utiliza siempre y es recomendable con el spider y el elevador correspondiente. Es muy versátil para cortar el revestimiento en forma correcta y completamente radial. Generalmente se establece de antemano la profundidad a las cuales se va a cortar casing. Este tipo de cortador reduce los problemas de cortes al azar y los problemas de revestimientos concéntricos. La herramienta solo corta inicialmente pequeños diámetros para así hacer cama o camino de trabajo. Después de esto un simple cambio de cuchillas te hacer un corte mas profundo y total. De ese modo obtiene un corte preciso a la profundidad deseada. La herramienta tiene mayor variedad de tamaños de cuchillas que cualquier otra herramienta, lo cual reduce los costos y tiempos de viaje. Después de situar la herramienta a la profundidad deseada, las cuchillas se expanden hidráulicamente por simple presión de bomba. Hecho esto se procede a rotar la sarta para hacer el trabajo de corte. Las cuchillas son carburo de tungsteno y tienen una buena durabilidad. El procedimiento requiere hacer todos los cortes uno enseguida de otro sosteniendo desde el principio el casing con el spider y safety clamps luego se baja a pescar con spear y así ir recuperando trazos de casing ya cortados hasta recuperarlo todo. La diferencia de cortar con esta herramienta es la uniformidad en el corte, comparándolo con los cortes hechos con explosivos.

5.

JUNK Y TAPER – MILLS

(TIPO A-1)

Son muy usados para limar o moler tubería dañada que ha quedado como pescado entre el pozo. El cuerpo de la herramienta es fabricado a partir de especial aleación de acero para larga duración, INSTRUCTOR ING. EDELBERTO HERNÁNDEZ TREJOS

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dureza y abrasión. Las caras de la herramienta están partículas de carburo tungsteno.

revestidas con

En forma general el taper-miller usado es usado para recuperar revestimiento colapsado, pues su forma punteada lo hace muy versátil en este caso. También para abrir ventanas en el casing cuando se desea En algunas técnicas. Existen además otras herramientas demoledoras especiales para demoler tuberías drill-pipe y drillCollars en una acción muy semejante a la Junk mill. Por su lado los junk mill son comercializados en dos tipos, el regular (moler conos principalmente) y el Heavy Duty. Todas estas herramientas para millar permiten la circulación de fluido. La operación de reparar colapsos con el taper mill a menudo requiere ir cambiando su de tamaño de éste, iniciando con tamaños pequeños.

6. CUCHARAS DESVIADORAS (WHIP STOCKS) Esta herramienta es muy usada para alterar el curso de un pozo y colocarlo en una dirección deseada. Es utilizada en perforación direccional para orientación del pozo, enderezamiento de huecos curvados, o para Sidetracking. Consiste generalmente de dos secciones principales (la sección inferior es el ancla o sección de asentamiento. Unida a esta por medio de un pin, está la sección cóncava alargada). La sección cóncava es diseñada de tal modo que la cara cóncava y su alargada forma dirige las brocas o mills, lejos de las cucharas creando una ventana o un nuevo hueco.

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La sección inferior o ancla tiene un mecanismo que coloca firmemente sus cuñas de tal modo que la cuchara no se mueva. Existen seis (6) tipos diferentes de cuchara: -

7.

Bottom trip: Este tipo debe ser usado en fondo sólido, tal como retenedores. Cement Type: Usada para perforación direccional. Section Type: Usado debajo de sartas de casing pero en hueco abierto. Collar Trip W/Hinge: Usado para abrir ventanas en casing. Bottom Trip W/Hinge: Usado igual que el Bottom Trip. Bottom Trip without Hinge.

ENSANCHADORES DE HUECO (UNDER REAMER)

Esta herramienta que tiene una punta en su parte inferior y en la parte superior la conexión en pin, han sido desarrollados para cortar hueco en forma rápida en cualquier tipo de formaciones. Posee dos (2) patas y en cada una un cono de corriente, que sirven para ensanchar el hueco. Para cambiar diámetros de hueco o ensanchar, simplemente se cambian los eslabones y pistón de ese modo se economiza patas. Es diferente al ensanchador dual en su construcción y en los conos usados. La punta de la herramienta generalmente es calzada con diamante para hacerlo más resistente. Esta herramienta es corrida entre el pozo hasta la profundidad deseada y las paras cortadoras se abren por efecto de la presión de bomba, la cual se va aumentando gradualmente hasta que las patas abren su máximo diámetro y aseguran automáticamente. El resto de trabajo es igual que perforando común y corriente. Terminado el trabajo se para el bombeo y la herramienta se saca del pozo normalmente.

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Las patas cortadoras son de fácil y rápido cambio cuando se desea. Debe notarse que las patas abren y cierran dentro del pozo sin necesidad de sacar la herramienta. Muy semejante a esta herramienta es el ensanchador dual con la diferencia de que el dual va conectado en la parte inferior a una broca. Su operación es semejante a la anterior herramienta.

8. JUNK BASKETS SUB Esta herramienta es usada para recoger pedazos de chatarra que están en el fondo del pozo procedentes de dientes de broca, pedazos de cono, pedazos de empaques u otras chatarras. Se suministra como Full Strength para trabajo duro, por este motivo la camisa exterior no va soldada sino enteriza. Esta herramienta generalmente se corre entre el pozo encima de una broca, junk mill o taper mill. La operación de pesca con esta herramienta se basa simplemente en ir moliendo la chatarra y al mismo tiempo bombeando y parando de bombear.

9. TAPER TAPS Y DIE COLLARS Son herramientas demasiado simples en su construcción, pero muy efectivas en operaciones de pesca principalmente para tuberías. Sus dientes generalmente maquinados en “V” y en forma rústica permiten un agarre efectivo y penetrar bastante entre el pescado. Ambas herramientas permiten circular mientras está operando.

9.1 LI- DAILEY DRILLING JARS Con el nombre de martillos (JARS) se distingue la herramienta que se utiliza en las sartas con el fin de acelerar el impacto o crear impacto a la INSTRUCTOR ING. EDELBERTO HERNÁNDEZ TREJOS

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sarta para tensionar fuerte la misma. Este efecto de tensionar y golpear generalmente se usa cuando la tubería está pegada, es decir, en operaciones de pesca. Se conocen generalmente dos tipos de martillos: El Drilling Jars que puede usar la sarta y rotar todo el tiempo ( sartas de perforación ) y el Fishing Jars que se usa o se baja solamente con sartas de pesca. La Compañía Bowen Oil Tools fabrica dos tipos de martillos: Uno mecánico y otro hidráulico. Para usarlos en conjunto se recomienda colocar el mecánico inmediatamente debajo del hidráulico y juntos. El esquema adjunto ilustra (figura No. 5), la forma de la herramienta y sus Posiciones comunes para el caso del Li-Dailey Drilling Jars. Generalmente en el cuerpo de la herramienta se encuentran grabados las especificaciones o valores para golpear hacia arriba (Upstroke), y hacia abajo (Down stroke). La posición intermedia (Cocked position) que equivale a un sitio intermedio en la carrera del pistón, es el sitio de carga hidráulica donde está listo para golpear hacia arriba o hacia abajo. Para el transporte de estas herramientas se debe estar seguro que esa en posición stretched, es decir, el pistón en la posición alargada. Además se acostumbra colocar una grapa en el cuello o carrera para evitar que cambie de posición por algún accidente. Este procedimiento se recomienda por razones de seguridad, pues así se evita que se dispare en superficie o en un Sitio donde no se desea. Como el LI-Dailey Drilling Jars hace parte integral de las sartas comunes de perforación, su ubicación dentro de misma deberá hacerse con cuidado, pues solo se requerirá que se dispare cuando se necesite en caso de pegas y no cuando está perforando o en viajes. Si por algún error de manejo este se llegara a dispara durante los viajes ocasionaría muy fácilmente accidentes al personal y de pronto otras fallas. Igualmente si durante la perforación con la broca en el fondo se llegara a INSTRUCTOR ING. EDELBERTO HERNÁNDEZ TREJOS

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disparar fácilmente se arrancarían los conos de la broca y otras fallas mecánicas ocurrirán. Con base en los anteriores comentarios, la sarta de perforación (BHA) deberá permitir que al colocarle peso a la broca, dicho peso no afecte directamente el martillo Es decir deberá tenerse por debajo del martillo suficientes Drill Collars para colocarle peso a la broca, pero tampoco demasiado que durante la sacada de tubería tensionen el martillo hacia abajo y lo hagan disparar. Como un ejemplo ilustrativo de la forma de trabajo con esta herramienta, analizamos el siguiente caso: -

Martillo tipo: Li-Drilling Jars Upstroke: 90000 lbs Dow stroke: 40000 lbs Operación: perforación. Peso de Drill Collars encima del martillo: 10000 lbs Peso sobre la broca: 160000 lbs Peso de Drill Collars debajo del martillo: 40000 lbs Peso sobre la broca: 30000 lbs Peso Total de la sarta (BHA) 10000 + 40000 = 50000 lbs

Con las condiciones anteriores al colocar sobre la broca 30.000 Lbs de peso el martillo no se disparará hacia abajo, pues se dispone de 40. 000 Lbs (10.000 extras) para aplicar sobre la broca y no al martillo. Continuamos el análisis del ejemplo; al sacar la tubería se estará aplicando 40.000 Lbs de tensión al martillo, con lo cual no se disparará hacia arriba (40000