PRACTICO N.-3TIPOS DE TREPANOS.- Los trépanos más utilizados son los trépanos triconos. Un diseño posterior de trépanos son los trépanos de cortadores fijos, o de arrastre, formados por un cuerpo sólido sin partes móviles y elementos cortantes insertados en el cuerpo que giran en conjunto. Los elementos cortantes pueden ser superficies impregnadas de diamante natural, o insertos de un compuesto policristalino de diamante (PDC, en inglés).Existen otros tipos de trépanos, pero se desarrollará solo los mencionados por ser los más utilizados.Trépanos triconos:Estos trépanos constan de tres importantes componentes.1.Las estructuras cortadoras, o cortadores.2.Los cojinetes.3.El cuerpo del trépano.Los conos están montados sobre cojinetes, los cuales rotan sobre pernos, constituyendo una parte fundamental del cuerpo del trépano. Los elementos de corte del trépano de conos son hileras circunferenciales de dientes extendidas sobre cada cono.Tanto las estructuras de corte como los cojinetes, son los componentes que mayor avance tuvieron.

Estructuras de corteExisten dos tipos de estructuras cortantes en los conos giratorios: 1.Los fabricados con dientes de acero, fundidos o forjados integralmente con bordes de compuestos de carburo resistentes al desgaste.2.Insertos de carburo cementado o carburo de tungsteno formados por separado y colocados a presión en agujeros perforados con precisión en las superficies de los conos. También se encuentran disponibles insertos cubiertos con revestimientos de PDC, que son más resistentes a la abrasión.Las barrenas con dientes de acero se utilizan en formaciones blandas con baja resistencia a la compresión. Las barrenas de insertos se utilizan para perforar formaciones que van de blandas y semiduras. Un recubrimiento de PDC superficial de diamante casi puro y una o dos capas intermedias de diamante, carburo de tungsteno o combinaciones de cobalto, se sinterizan, ocasionando que le material aglutinante se adhiera firmemente a la base del carburo.CojinetesHay tres diseños principales de cojinetes en uso en los trépanos actuales, ellos son:1.Cojinetes estándar de rodamientos a rodillos y bolillas.2.Cojinetes sellados con rodillos y bolillas.3.Cojinetes sellados a fricción.Los cojinetes estándar fueron los primeros en aparecer. La pista de los rodillos absorbe la mayor porción de los empujes radiales sobre los cortadores y el cojinete de nariz absorbe una pequeña parte. La superficie de empuje perpendicular al perno del cono y la de fondo, están diseñadas para

hacerse cargo de los empujes hacia afuera. La pista de las bolillas mantiene a los cortadores en su lugar y recibe los empujes de afuera hacia adentro.En casos en los que los trépanos están sometidos a grandes fuerzas, son necesarios cojinetes a fricción, debido a que las cargas se distribuyen sobre un área más grande, en lugar de distribuirse únicamente sobre los rodillos.Cuerpo del trépanoEl cuerpo del trépano consiste en:1.Una conexión roscada que une el trépano con la columna de perforación.2.Tres ejes del cojinete donde van montados los conos.3.Los depósitos que contienen el lubricante para los cojinetes.4.Los orificios a través de los cuales el fluido de perforación fluye para limpiar el fondo del pozo.Uno de los propósitos del cuerpo del trépano es dirigir el fluido de perforación.Estos fluidos tienen por objeto maximizar la penetración. Trépanosde cortadores fijos, o de arrastre:Al igual que los trépanos triconos, los trépanos de arrastre estánprincipalmente formados por los siguientes elementos:1. Elcuerpo del trépano.2. Lasestructuras cortadoras, o cortadores.Los trépanos de arrastre están formados por un cuerpo sólido sin partes móviles y elementos cortantes insertados en el cuerpo que giran en conjunto. Los elementos cortantes pueden ser: de diamante natural, de insertos de PDC o impregnadas de diamante. Además, existen dos tipos de cuerpos: los de acero y los de matriz.Cuerpo del trépanoLas barrenas de acero de una sola pieza se fabrican mediante fresas controladas por computadora (CNC), y las estructuras de corte se montan a presión en agujeros precisamente labrados y ligeramente más pequeños, también perforados mediante fresas CNC. El acero es más blando que el carburo de tungsteno por lo que suele utilizarse el cementado para endurecer la superficie y resistir mejor la erosión. También se puede pueden aplicar metales duros en las áreas críticas.Las barrenas de acero soportan mejor el impacto (mayor tenacidad) o las cargas de torsión y se prefieren para formaciones blandas y tamaños de agujeros grandes.Las barrenas de matriz duran más (en comparación con las de cuerpo de acero) y pueden fabricarse en formas complejas. Son las preferidas cuando el lodo tiene un alto contenido de sólido y para pozos que exigen trépanos de vida útil prolongada.

Estructuras de corteLos trépanos impregnados cuentan con diamantes en o cerca de la superficie de las cuchillas. Los diamantes naturales están montados en las barrenas con estructura de acero o previamente fijados en las cavidades del molde antes de sinterizar las barrenas de matriz con carburo de tungsteno. Los insertos de PDC pueden montarse tanto en las barrenas de acero como en las barrenas de matriz. También existen trépanos híbridos que combinan cortadores PDC con impregnados de diamante.Trépanos de diamante natural

Las barrenas de diamante natural utilizan diamante industrial (no de la calidad del de las joyas) proveniente de las rocas naturales, que son trituradas y procesadas para producir tamaños específicos y formas redondeadas regulares.Los diamantes naturales se forman en zonas profundas de la tierra sometidas a intenso calor y extrema presión durante miles de años.Cuando se introdujeron los trépanos de diamante natural, se utilizaron pequeños diamantes en forma de arenilla. Los diamantes se colocaron en cuchillas de carburo de tungsteno durante la sinterización, pero las cuchillas tendieron a desgastarse demasiado rápido. Además, los diamantes se aflojaban y finalmente originaban la detención de la perforación. Esto dio como resultado trépanos convencionales de diamantes con piedras más grandes fijadas siguiendo patrones específicos. No obstante, cuando los diamantes naturales fijados en la superficie se salen de la matriz o se pulen, no queda elementos duros y filosos para moler las formaciones.Trépanos de PDC Delgadas capas circulares de grafito de carbono y cobalto se colocaban en forma alternada en pequeñas latas y se prensaban 13.700 MPa. Luego se las calentaba hasta 1500 ºC durante cinco minutos. El cobalto fundido, actuando como catalizador y solvente, disuelve el grafito y deposita arenilla monocristalina de diamante, la cual se conglomera y se une para formar una fina capa policristalina de diamante. Los cristales individuales, como los diamantes naturales, se resquebrajan si las cargas de impacto se aplican en la dirección correcta, pero los diamantes policristalinos adheridos, no cuentan con planos de clivaje y son más resistentes al impacto.Los cortadores de PDC están formados por discos de diamante sintético y substratos más gruesos de carburo cementado. El rendimiento del PDC también se ve limitado por el espesor de la tabla de diamante, lo que es una función de la difusión del cobalto desde la capa de carburo cementado hacia la capa de diamante, y mediante esfuerzos inducidos por la expansión térmica y la contracción del carburo de tungsteno.

Trépanos impregnados de diamanteLas partículas de diamante están suspendidas en la matriz de carburo de tungsteno de las cuchillas del trépano, a fin de incrementar en gran medida la resistencia al desgaste. En lugar de cortadores individuales, la superficie total de la barrena contiene elementos cortantes situados tan profundamente como los canales de la hidráulica del trépano. Los diamantes pulverizan las formaciones duras y los filos de las cuchillas cortan las formaciones blandas en forma similar a las barrenas de PDC. La velocidad de penetración se reduce gradualmente a medida que las cuchillas pierden el filo. La matriz se desgasta para exponer continuamente nuevos y filosos diamantes. La vida útil de la barrena es una función del volumen impregnado de diamante que puede colocarse en la parte frontal de la barrena.Trépanos híbridosLos trépanos híbridos combinan la tecnología del PDC y del diamante natural. Los elementos de corte de carburo de tungsteno impregnados de diamante se colocan detrás de los cortadores de PDC. Cada cortador impregnado funciona como un compañero de reparto de la carga para un cortador PDC específico en las regiones de alto desgaste de un trépano. Estos cortadores secundarios protegen a los cortadores PDC en condiciones de perforación severas y reducen el

desgaste en formaciones duras y abrasivas, y mejoran la estabilidad del trépano. Además, los cortadores impregnados soportan la mayor parte de los impactos.

TREP.TCI( de pastilas )

TREP.TRICONOS DIENTES FRESADOS TREP.PDC

2.-¿COMO CALIFICAR UN TREPANO?

Identificar estructura de corte que se adapte a las condiciones de perforación y pueda cumplir con el objetivo establecido y planificado

Tipo de Estructura de corte

– TCI, MT, PDC, Hibrida, Impregnada

Parámetros de diseño

– Cantidad de filas/aletas

– Tamaño de insertos/cortadores

– Agresividad de la estructura de corte

Condiciones Hidráulicas

– Estándar, Anti-embolamiento, Anti-erosión

Características adicionales

– Protección requerida (calibre, piernas)

– Limitador de Torque

3.-¿QUE ES EL POWER RIDE?

4.-¿TIPOS DE ESTABILIZADORES?

Camisa reemplazable: Valioso cuando

la logística es un problema.

Aletas soldadas: Utilizadas en zonas

suaves y pozos de gran diámetro.

Aletas integrales: Generalmente son las

más usadas porque tienen menor desgaste en litologías abrasivas.

Camisa no Rotaria: Para formaciones muy duras o abrasivas.

Escariador de rodillos: Para formaciones duras

5.-¿QUE ES EL TORQUE Y ARRASTRE?

El torque es una medida de la resistencia a la rotación, causanda por la friccion entre la tubería de revestimiento o la sarta de perforación y la pared del pozo.

El arrastre es una medida de la resistenia al movimiento ascendente o descendente, la magnitud del torque y del arrastre, observada en el tubular, es una función de la tensión o la compresión y del area en contacto con el pozo.