SISTEMAS SISTEMAS DE DE

PERFORACION ROTARIAPERFORACION ROTARIA

INTRODUCCION INTRODUCCION

• Muchas partes de equipo forman el equipo de Muchas partes de equipo forman el equipo de perforación rotaria, parte de el esta en la perforación rotaria, parte de el esta en la superficie y parte en el subsuelo. Todo el equipo superficie y parte en el subsuelo. Todo el equipo tiene un propósito principal colocar una broca en tiene un propósito principal colocar una broca en la parte inferior de la perforación donde pueda la parte inferior de la perforación donde pueda perforar o hacer un pozo, para colocar la broca en perforar o hacer un pozo, para colocar la broca en la parte inferior los operarios los sujetan la parte inferior los operarios los sujetan fuertemente en un tubo especial llamada la sarta fuertemente en un tubo especial llamada la sarta de perforación, los operarios hacen bajar la sarta de perforación, los operarios hacen bajar la sarta de perforación y la broca adjunta al pozo, para de perforación y la broca adjunta al pozo, para que la broca perfore, el equipo en superficie de la que la broca perfore, el equipo en superficie de la torre de perforación tiene que hacerlo girar al torre de perforación tiene que hacerlo girar al menos que gire mediante un motor de fondo.menos que gire mediante un motor de fondo.

INTRODUCCIONINTRODUCCION

• El equipo también tiene que colocar peso El equipo también tiene que colocar peso sobre el, para que se encajen los dientes o sobre el, para que se encajen los dientes o fresas de la broca dentro del yacimiento, fresas de la broca dentro del yacimiento, como la broca gira un fluido circulante tiene como la broca gira un fluido circulante tiene que enviar los recorte de perforación a que enviar los recorte de perforación a superficie de lo contrario el pozo se superficie de lo contrario el pozo se obstruiría,obstruiría,

• El fluido circulante se llama lodo de El fluido circulante se llama lodo de perforación. Para transmitir movimiento perforación. Para transmitir movimiento rotativo a la sarta de perforación para que rotativo a la sarta de perforación para que la broca pueda girar se usa un Top Drive o la broca pueda girar se usa un Top Drive o el Kelly y rotativa, la potencia se trasmite el Kelly y rotativa, la potencia se trasmite desde la superficie hacia el trepano a traves desde la superficie hacia el trepano a traves de la sarta de perforación. de la sarta de perforación.

TOP DRIVETOP DRIVE

• El top drive es un motor hidráulico o eléctrico El top drive es un motor hidráulico o eléctrico suspendido en la torre que hace girar la sarta de suspendido en la torre que hace girar la sarta de perforación, los equipos de top drive son caros pero perforación, los equipos de top drive son caros pero muy eficaces, los operarios pueden añadir tramos de muy eficaces, los operarios pueden añadir tramos de tubos de perforación a la sarta de perforación muy tubos de perforación a la sarta de perforación muy rápidamente y con seguridad y pueden perforar el rápidamente y con seguridad y pueden perforar el pozo mas eficazmente con menos riesgo de atascar pozo mas eficazmente con menos riesgo de atascar la sarta de perforación en le pozo si se compara con la sarta de perforación en le pozo si se compara con el sistema de Kelly y rotativo.el sistema de Kelly y rotativo.

• Un potente motor hace girar el árbol de transmisión Un potente motor hace girar el árbol de transmisión el cual esta conectado al top drive.el cual esta conectado al top drive.

• Los operarios montan o acoplan la sarta de Los operarios montan o acoplan la sarta de perforación al árbol de transmisión, el árbol de perforación al árbol de transmisión, el árbol de transmisión hace girar la cadena de transmisión y el transmisión hace girar la cadena de transmisión y el trepano. La sarta de perforación pasa a través de trepano. La sarta de perforación pasa a través de una abertura en la rotativa, la rotativa sin embargo una abertura en la rotativa, la rotativa sin embargo no gira.no gira.

INCLINACION NEUMATICAPARA ELEVADORES

RIELES GUIA

MOTOR Y EMSAMBLAJEROTARIO

TOP DRIVE

SISTEMA DE KELLY Y ROTATIVASISTEMA DE KELLY Y ROTATIVA

• Un kelly un, buje de kelly, un buje maestro y una Un kelly un, buje de kelly, un buje maestro y una rotativa hacen girar la sarta de perforación y el rotativa hacen girar la sarta de perforación y el trepano en algunas torres de perforación, el kelly trepano en algunas torres de perforación, el kelly es un dispositivo tubular pesado normalmente es un dispositivo tubular pesado normalmente tiene 4 o 6 caras ósea tiene un perfil transversal tiene 4 o 6 caras ósea tiene un perfil transversal cuadrado o hexagonal, tanto en el caso de las de cuadrado o hexagonal, tanto en el caso de las de 4 caras como en las de 6, los operarios acoplan y 4 caras como en las de 6, los operarios acoplan y montan el kelly al empalme mas elevado del tubo montan el kelly al empalme mas elevado del tubo en la sarta de perforación. El kelly se mueve a en la sarta de perforación. El kelly se mueve a través de abertura en el buje de transmisión del través de abertura en el buje de transmisión del kelly, el buje de trasmisión del kelly se acopla con kelly, el buje de trasmisión del kelly se acopla con el buje maestro al cual lo hace girar la rotativa, el buje maestro al cual lo hace girar la rotativa, esto hace girar la sarta de perforación entera y la esto hace girar la sarta de perforación entera y la broca acoplada a ella, el kelly baja a la broca acoplada a ella, el kelly baja a la profundidad de la perforación. profundidad de la perforación.

GANCHO

UNION GIRATORIA

MESA ROTARIA

MANGUERA DE PERFORACION

KELLY

MESA ROTARIAMESA ROTARIA

• La mesa rotaria cumple dos funciones: gira y La mesa rotaria cumple dos funciones: gira y sostiene.sostiene.

• PrimeroPrimero• Hace girar la sarta de perforación con todos los Hace girar la sarta de perforación con todos los

accesorios que estén conectados a su extremo accesorios que estén conectados a su extremo inferior. Cuando la perforación avanza, la mesa inferior. Cuando la perforación avanza, la mesa rotaria gira hacia la derecha en sentido de las rotaria gira hacia la derecha en sentido de las manecillas del reloj.manecillas del reloj.

• SegundoSegundo• Luego, cuando se extrae la tubería del hoyo, la Luego, cuando se extrae la tubería del hoyo, la

mesa rotaria sostiene la sarta de perforación con mesa rotaria sostiene la sarta de perforación con cuñas durante los intervalos cuando la tubería no cuñas durante los intervalos cuando la tubería no está suspendida del gancho.está suspendida del gancho.

• La mesa rotaria sostiene la sarta de perforación sobre el hoyo La mesa rotaria sostiene la sarta de perforación sobre el hoyo mientras las tenazas de desenrosque (u otras herramientas) mientras las tenazas de desenrosque (u otras herramientas) desconectan una unión de tubería, vástago con movimientos desconectan una unión de tubería, vástago con movimientos hacia la izquierda o contra el sentido de las manecillas del hacia la izquierda o contra el sentido de las manecillas del reloj.reloj.

• Cuando llega el momento de reintroducir en el pozo, el Cuando llega el momento de reintroducir en el pozo, el procedimiento es parecido:procedimiento es parecido:

•Primero se fija la mesa rotaria para que esta no gire.Primero se fija la mesa rotaria para que esta no gire.

• Luego, la cadena de enroscar (o las tenazas giratorias) Luego, la cadena de enroscar (o las tenazas giratorias) hace girar la parada suspendida hasta apretarla y las tenazas hace girar la parada suspendida hasta apretarla y las tenazas de contra fuerza, junto con el cable de las tenazas y el de contra fuerza, junto con el cable de las tenazas y el cabrestante de enroscar, aplican la debida torsión para dar a cabrestante de enroscar, aplican la debida torsión para dar a la tubería su debido apriete. Cuando la barrena llego la tubería su debido apriete. Cuando la barrena llego nuevamente el fondo del pozo, la mesa rotaria vuelve a girar.nuevamente el fondo del pozo, la mesa rotaria vuelve a girar.

• La mesa rotaria tiene una superficie limpia y plana con un La mesa rotaria tiene una superficie limpia y plana con un antideslizante para mejorar la seguridad de la cuadrilla.antideslizante para mejorar la seguridad de la cuadrilla.

MESA ROTARIA

ENSAMBLAJE DE KELLY

KELLY

MESA ROTARIARODILLO BUJE DE KELLY

COMPONENTES DE LA COMPONENTES DE LA SARTA DE PERFORACIONSARTA DE PERFORACION

• Hay muchos componentes que Hay muchos componentes que forman la sarta de perforación como forman la sarta de perforación como el tubo de perforación o drill pipe, los el tubo de perforación o drill pipe, los estabilizadores, portamechas (drill estabilizadores, portamechas (drill collar), trepano etc.collar), trepano etc.

COMPONENTES DE LA SARTA DE COMPONENTES DE LA SARTA DE PERFORACIONPERFORACION

Tubería de perforación (Drill Tubería de perforación (Drill Pipe)Pipe)

• La tubería de perforación es resistente y sin La tubería de perforación es resistente y sin embargo relativamente poco pesado, los embargo relativamente poco pesado, los operarios lo unen a un top drive o un kelly, el operarios lo unen a un top drive o un kelly, el tubo de perforación conforma la parte mas alta tubo de perforación conforma la parte mas alta de la sarta de perforación, normalmente el tubo de la sarta de perforación, normalmente el tubo de perforación gira lo cual también girar a la de perforación gira lo cual también girar a la broca, cada tramo de tubo se llama un broca, cada tramo de tubo se llama un empalme, los tubos de perforación así como los empalme, los tubos de perforación así como los otros tubulares pueden especificarse de acuerdo otros tubulares pueden especificarse de acuerdo con estas característica:con estas característica:

• DiámetroDiámetro• Grado o resistenciaGrado o resistencia• Peso del aceroPeso del acero• LongitudLongitud

Tubería de perforación (Drill Tubería de perforación (Drill Pipe)Pipe)

• El tubo de perforación se presenta en tres El tubo de perforación se presenta en tres grados de longitud:grados de longitud:

• *la longitud mas habitual es la del rango dos*la longitud mas habitual es la del rango dos

LONGITUD

PIES METROS

RANGO UNO 18-22 5.5-6.7

RANGO DOS 27-30 8.2-9.1

RANGO TRES 38-45 11.6-13.7

TUBERIA DE PERFORACIONTUBERIA DE PERFORACION

• Los operarios montan o conectan el tubo de Los operarios montan o conectan el tubo de perforación usando secciones enroscadas perforación usando secciones enroscadas en cada extremo del tubo de perforación, en cada extremo del tubo de perforación, estas secciones son uniones dobles, la estas secciones son uniones dobles, la unión hembra es el extremo CAJA (BOX) del unión hembra es el extremo CAJA (BOX) del tubo de perforación, la unión macho es tubo de perforación, la unión macho es extremo PIN del tubo. Las uniones cajas y extremo PIN del tubo. Las uniones cajas y pin se presentan en varios tamaños y tipos.pin se presentan en varios tamaños y tipos.

• Las rosca de las uniones dobles son Las rosca de las uniones dobles son resistentes ya que los operarios las montan resistentes ya que los operarios las montan y desmontan una y otra vez durante la y desmontan una y otra vez durante la perforación, pero hay que tener cuidado de perforación, pero hay que tener cuidado de no dañarla el cuidado y manejo adecuado no dañarla el cuidado y manejo adecuado del tubo de perforación y otros tubulares del tubo de perforación y otros tubulares usados en la perforación pueden evitar usados en la perforación pueden evitar corrosiones posteriores en la vida del pozo.corrosiones posteriores en la vida del pozo.

CONEXIÓN DE TUBOS DE CONEXIÓN DE TUBOS DE PERFORACIONPERFORACION

SON ھ

UNIONES

DOBLES

DIAMETROS DE TUBODIAMETROS DE TUBO

• PEQUEÑOPEQUEÑO

DIAMETROS DEL TUBODIAMETROS DEL TUBO

• GRANDEGRANDE

DIAMETRO DEL TUBODIAMETRO DEL TUBO

• ESTANDARESTANDAR

• Las calidad normales del tubo de Las calidad normales del tubo de perforación son:perforación son:

• E75E75• X95X95• G105G105• S135 S135

• * S135 es el más resistente* S135 es el más resistente

PAREDES DEL TUBOPAREDES DEL TUBO

Tuberia de PerforacionTuberia Pesada Drill Pipe La tu beria de pe rfora cion tienelas parede s m a s d elgadas y la s u n io n e s pa s p e q u e ña s

TuBERIA PESADA (HEAVY TuBERIA PESADA (HEAVY WEIGH)WEIGH)

• Los operarios montan la tuberia pesada, en la sarta de Los operarios montan la tuberia pesada, en la sarta de perforación entre la tubería de perforación (drill pipe) y perforación entre la tubería de perforación (drill pipe) y los collares de perforación (drill collars), el tubo heavy los collares de perforación (drill collars), el tubo heavy walled se usa para proporcionar un paso por entre los walled se usa para proporcionar un paso por entre los collares de perforación y el tubo de perforación flexible collares de perforación y el tubo de perforación flexible ya que los collares son bastante rígidos.ya que los collares son bastante rígidos.

• El uso de las tuberias pesadas reduce la presión que El uso de las tuberias pesadas reduce la presión que los collares de perforación rígidos producen en la sarta los collares de perforación rígidos producen en la sarta de perforación, como resultado reduce la fatiga en el de perforación, como resultado reduce la fatiga en el tubo de perforación normal, también ayuda a tubo de perforación normal, también ayuda a mantener en tensión el tubo de perforación y puede mantener en tensión el tubo de perforación y puede algunas veces aportar peso en las brocas exactamente algunas veces aportar peso en las brocas exactamente como hacen los collares de perforación especialmente como hacen los collares de perforación especialmente en sondeos dirigidos.en sondeos dirigidos.

TuBERIA PESADA (HEAVY TuBERIA PESADA (HEAVY WEIGH)WEIGH)

• La tubería pesada tiene paredes mas La tubería pesada tiene paredes mas gruesas y uniones dobles mas largas que el gruesas y uniones dobles mas largas que el tubo de perforación Standard, las uniones tubo de perforación Standard, las uniones dobles mas largas reducen el deterioro del dobles mas largas reducen el deterioro del cuerpo del tubo mantiene el cuerpo alejado cuerpo del tubo mantiene el cuerpo alejado de la pared del pozo, el amortiguador de de la pared del pozo, el amortiguador de desgaste previene también el desgaste desgaste previene también el desgaste mantiene la parte media del cuerpo del mantiene la parte media del cuerpo del tubo lejos de la pared del pozo.tubo lejos de la pared del pozo.

TUBERIA PESADA (HEAVY WEIGH)TUBERIA PESADA (HEAVY WEIGH)

USO DE LA TUBERIA PESADAUSO DE LA TUBERIA PESADA

• REDUCE LA FATIGAREDUCE LA FATIGA• MANTIENE LA MANTIENE LA

TENSIONTENSION• APORTA PESO A LA APORTA PESO A LA

BROCABROCA

COLLAR DE PERFORACION (DRILL COLLAR DE PERFORACION (DRILL COLLAR)COLLAR)

• Los operarios montan los collares de perforación en Los operarios montan los collares de perforación en la parte inferior de la sarta de perforación, los la parte inferior de la sarta de perforación, los collares de perforación tienen las paredes gruesas y collares de perforación tienen las paredes gruesas y son muy pesados, ellos dan peso a la broca para son muy pesados, ellos dan peso a la broca para hacer que las fresas de esta piquen en la roca y hacer que las fresas de esta piquen en la roca y perforen.perforen.

• Los collares de perforación tienen un rango de Los collares de perforación tienen un rango de diámetro de 3 a 12 pulgada (76.2 a304.8 mm) el diámetro de 3 a 12 pulgada (76.2 a304.8 mm) el peso va de 650 lb. a 11 500 lb. (300 Kg. a 5100 peso va de 650 lb. a 11 500 lb. (300 Kg. a 5100 Kg.), con una longitud de 30-31 pies (9.14-9.45 m).Kg.), con una longitud de 30-31 pies (9.14-9.45 m).

• Los operarios instalan varios collares de perforación Los operarios instalan varios collares de perforación puesto que la broca requiere mucho peso para puesto que la broca requiere mucho peso para perforar adecuadamente, la cantidad de peso perforar adecuadamente, la cantidad de peso depende del tipo de yacimiento y del tamaño y tipo depende del tipo de yacimiento y del tamaño y tipo de trepano pero pueden ser varios miles de libras.de trepano pero pueden ser varios miles de libras.

COLLAR DE PERFORACION (DRILL COLLAR DE PERFORACION (DRILL COLLAR)COLLAR)

• Los collares tienen una conexión hembra de rosca en un Los collares tienen una conexión hembra de rosca en un extremo y una conexión macho en el otro extremo, es extremo y una conexión macho en el otro extremo, es interesante comprobar que en las empresas de interesante comprobar que en las empresas de perforación que los diámetros de los equipos de perforación que los diámetros de los equipos de perforación y tubulares se miden casi siempre en perforación y tubulares se miden casi siempre en pulgadas pero la longitud se mide en metros.pulgadas pero la longitud se mide en metros.

• Algunos collares son lisos, otros tienen unos surcos Algunos collares son lisos, otros tienen unos surcos helicoidales grabados en su pared, los equipo de helicoidales grabados en su pared, los equipo de perforación usan collares lisos en circunstancias perforación usan collares lisos en circunstancias normales, y los helicoidales se usan en yacimientos normales, y los helicoidales se usan en yacimientos donde los collares pueden adherirse a la pared de la donde los collares pueden adherirse a la pared de la formación.formación.

• Los collares de gran diámetro son casi del mismo tamaño Los collares de gran diámetro son casi del mismo tamaño del diámetro del pozo, en determinadas circunstancias del diámetro del pozo, en determinadas circunstancias pueden contactar las paredes del pozo y adherirse, la pueden contactar las paredes del pozo y adherirse, la espiral en los collares de perforación previene la adhesión espiral en los collares de perforación previene la adhesión del collar mediante la reducción de superficie en el collar.del collar mediante la reducción de superficie en el collar.

• REDUCE EL REDUCE EL DETERIORO EN EL DETERIORO EN EL CUERPO DEL TUBOCUERPO DEL TUBO

• MANTIENE ALEJADO MANTIENE ALEJADO DE LA PARED DEL DE LA PARED DEL POZOPOZO

Uniones doblesmas largas

Amortiguadorde desgaste

Collares de Perforacion

Collares de Perforacion

R a n g o d e D i a m e t r o(7 6 - 3 0 0 m m )

R a n g o d e P e s o

(3 0 0 a 5 1 0 0 K g )

Collares de perforacionstandart y espiral

CROSSOVERCROSSOVER

• Los crossover van en la sarta de perforación entre el Los crossover van en la sarta de perforación entre el tubo de perforación y los collares de perforación y en tubo de perforación y los collares de perforación y en otros puntos, un crossover tiene roscas especiales otros puntos, un crossover tiene roscas especiales macho y hembra, los fabricantes las diseñan para macho y hembra, los fabricantes las diseñan para unir las partes de la sarta de perforación que tienen unir las partes de la sarta de perforación que tienen diseño de rosca diferente, por ejemplo una hembra diseño de rosca diferente, por ejemplo una hembra del tubo de perforación no puede enroscarse del tubo de perforación no puede enroscarse directamente en un macho del collar de perforación directamente en un macho del collar de perforación por eso los operarios montan un crossover en la por eso los operarios montan un crossover en la ultima unión del tubo de perforación donde se junta ultima unión del tubo de perforación donde se junta con la primera unión del collar de perforación, la caja con la primera unión del collar de perforación, la caja del cross ove se adapta al pin del tubo de perforación del cross ove se adapta al pin del tubo de perforación y el pin del crossover se adapta al box del collar de y el pin del crossover se adapta al box del collar de perforación, estas roscas de adaptación permiten a perforación, estas roscas de adaptación permiten a los operarios unir la cadena del tubo de perforación a los operarios unir la cadena del tubo de perforación a la cadena del collar de perforación, las plataformas la cadena del collar de perforación, las plataformas de perforación tienen normalmente una gran de perforación tienen normalmente una gran variedad de crossovervariedad de crossover

CrossoverU n io n es h em b ra

(b o x)

U n io nes m acho(p in )

U n io nes m acho(p in )

ESCARIADORES Y ESCARIADORES Y ESTABILIZADORESESTABILIZADORES

• Los operarios a menudo montan reamers y Los operarios a menudo montan reamers y estabilizadores en la parte del collar de estabilizadores en la parte del collar de perforación, los reamers y estabilizadores perforación, los reamers y estabilizadores mantiene a distancia los collares de mantiene a distancia los collares de perforación de la pared del pozo para perforación de la pared del pozo para evitar deterioro en los collares, y lo más evitar deterioro en los collares, y lo más importante es que estos conducen a la importante es que estos conducen a la broca en la dirección en que deben broca en la dirección en que deben perforar.perforar.

• Los reamers tienen fresas o cortadores Los reamers tienen fresas o cortadores montadas en rodillos que literalmente montadas en rodillos que literalmente cortan la roca que toca. cortan la roca que toca.

Escariadores

Cortadores

Trepano

Estabilizadores

Collar de Perforacion

Crossover

Tuberia PesadaB.H.A.

E stabilizadores

A le ta

TREPANOSTREPANOS

• LLAMADOS LLAMADOS TAMBIEN TAMBIEN BARRENAS, BARRENAS, MECHAS, MECHAS,

BROCASBROCAS

TREPANO (BROCA, MECHA, TREPANO (BROCA, MECHA, BIT)BIT)

• El trepano llamado también barrena, broca o El trepano llamado también barrena, broca o mecha, es la herramienta mas importante en la mecha, es la herramienta mas importante en la perforación, cuyo servicio avanza al trabajo de perforación, cuyo servicio avanza al trabajo de perforación, cortando las rocas, atravesando perforación, cortando las rocas, atravesando formaciones, profundizando el pozo.formaciones, profundizando el pozo.

• Cada barrena tiene un diámetro específico que Cada barrena tiene un diámetro específico que determina el diámetro del hoyo que se intente determina el diámetro del hoyo que se intente hacer. Y como en las tareas de perforación se hacer. Y como en las tareas de perforación se requieren barrenas de diferentes diámetros, hay requieren barrenas de diferentes diámetros, hay un grupo de gran diámetro que va desde 610 un grupo de gran diámetro que va desde 610 hasta 1.080 mm y seis rangos intermedios. El hasta 1.080 mm y seis rangos intermedios. El peso de esta clase de barrenas es de 1.080 a peso de esta clase de barrenas es de 1.080 a 1.575 kilogramos, lo cual da idea de la robustez de 1.575 kilogramos, lo cual da idea de la robustez de la pieza.la pieza.

TREPANO (BROCA, MECHA, TREPANO (BROCA, MECHA, BIT)BIT)

• El otro grupo de barrenas, de 36 rangos El otro grupo de barrenas, de 36 rangos intermedios de diámetro, incluye las de 73 intermedios de diámetro, incluye las de 73 hasta 660 mm de diámetro, cuyos pesos hasta 660 mm de diámetro, cuyos pesos acusan 1,8 a 552 kilogramos.acusan 1,8 a 552 kilogramos.

• La selección del grupo de barrenas que ha La selección del grupo de barrenas que ha de utilizarse en la perforación en de utilizarse en la perforación en determinado sitio, depende de los determinado sitio, depende de los diámetros de las sartas de revestimientos diámetros de las sartas de revestimientos requeridas. Por otra parte, las requeridas. Por otra parte, las características y grado de solidez de los características y grado de solidez de los estratos que conforman la columna estratos que conforman la columna geológica en el sitio determinan el tipo de geológica en el sitio determinan el tipo de barrenas más adecuado que debe elegirse.barrenas más adecuado que debe elegirse.

TREPANO (BROCA, MECHA, TREPANO (BROCA, MECHA, BIT)BIT)

• Generalmente, la elección de barrenas Generalmente, la elección de barrenas se fundamenta en la experiencia y se fundamenta en la experiencia y resultados obtenidos en la perforación resultados obtenidos en la perforación de formaciones muy blandas, blandas, de formaciones muy blandas, blandas, semiduras, duras y muy duras en el semiduras, duras y muy duras en el área u otras áreas. En el caso de un área u otras áreas. En el caso de un territorio virgen se paga el noviciado y territorio virgen se paga el noviciado y al correr el tiempo se ajustara la al correr el tiempo se ajustara la selección a las características de las selección a las características de las rocas. rocas.

TIPOS DE TIPOS DE TREPANOSTREPANOS

Trépanos de

rodillos

Trépanos PDC

Trépanos de

diamante

TREPANO DE RODILLO CONICOTREPANO DE RODILLO CONICO

Rod illos C onicos

C o n o s

TREPANO DE RODILLO CONICOTREPANO DE RODILLO CONICO

• Las barrenas de conos giratorios son unos de Las barrenas de conos giratorios son unos de los más utilizados en la industria por su gran los más utilizados en la industria por su gran variedad.variedad.

• El cuerpo de la broca consiste de una El cuerpo de la broca consiste de una conexión de rosca con la cual se sujeta la conexión de rosca con la cual se sujeta la broca de la tubería, los conos están broca de la tubería, los conos están montados sobre unos cojinetes, el lubricante montados sobre unos cojinetes, el lubricante para estos cojinetes y los sitios por donde para estos cojinetes y los sitios por donde pasa de manera continua el fluido de pasa de manera continua el fluido de perforación con el propósito de limpiar el perforación con el propósito de limpiar el fondo del hueco de los recortes producidos fondo del hueco de los recortes producidos por la operación de perforación.por la operación de perforación.

• Los trepanos de Los trepanos de conos perforan conos perforan triturando y triturando y quebrando la roca. quebrando la roca.

• La roca requiere de La roca requiere de altos pesoso (WOB) altos pesoso (WOB) para hacer que la para hacer que la roca falle.roca falle.

Mecanismo de corte de los Mecanismo de corte de los trepanos de Conostrepanos de Conos

•Están disponibles dos tipos Están disponibles dos tipos básico de brocas de rodillos básico de brocas de rodillos

cónicos, una tiene dientes de cónicos, una tiene dientes de acero y la otra tiene insertado acero y la otra tiene insertado

dientes de carburo de tungsteno.dientes de carburo de tungsteno.

BROCAS DE DIENTES DE BROCAS DE DIENTES DE ACEROACERO

• En una broca de dientes En una broca de dientes de acero también de acero también llamada broca de dientes llamada broca de dientes tallados, el fabricante tallados, el fabricante forja los dientes fuera del forja los dientes fuera del acero que forma el cono, acero que forma el cono, estas brocas son las estas brocas son las menos caras y cuando se menos caras y cuando se usan adecuadamente usan adecuadamente pueden perforar durante pueden perforar durante muchas hora, estas muchas hora, estas brocas esta hechas para brocas esta hechas para yacimientos blando, yacimientos blando, medios y duros.medios y duros.

BROCA DE INSERTO DE CARBURO BROCA DE INSERTO DE CARBURO DE TUNGSTENODE TUNGSTENO

• En la brocas de inserto de carburo de En la brocas de inserto de carburo de tungsteno el fabricante presiona e inserta tungsteno el fabricante presiona e inserta botones de carbono de tungsteno muy duros botones de carbono de tungsteno muy duros y resistentes en orificios que perfora en los y resistentes en orificios que perfora en los conos de la broca, el carbono de tungsteno conos de la broca, el carbono de tungsteno es un metal muy duro, esta broca cuesta es un metal muy duro, esta broca cuesta mas que la broca de dientes de acero sin mas que la broca de dientes de acero sin embargo dura mas tiempo por que el embargo dura mas tiempo por que el carbono de tungsteno es mas resistente al carbono de tungsteno es mas resistente al desgaste que el acero. En general estas desgaste que el acero. En general estas brocas perforan yacimientos de medios a brocas perforan yacimientos de medios a extremadamente duros, pero también extremadamente duros, pero también pueden perforar formaciones suaves.pueden perforar formaciones suaves.

• Las brocas para Las brocas para yacimientos blandos yacimientos blandos normalmente perforan normalmente perforan mejor con una cantidad mejor con una cantidad moderada de peso y moderada de peso y alta velocidad de alta velocidad de rotación, por otra parte rotación, por otra parte las brocas de las brocas de yacimientos duros yacimientos duros perforan mejor con perforan mejor con mucho peso y velocidad mucho peso y velocidad de rotación moderada de rotación moderada

BROCAS DE FRESA FIJABROCAS DE FRESA FIJA

• Están disponibles tres tipos de Están disponibles tres tipos de brocas de fija:brocas de fija:

• Brocas de dientes con micro Brocas de dientes con micro partículas policristalinas de diamante partículas policristalinas de diamante compactado (PDC)compactado (PDC)

• Brocas de diamantesBrocas de diamantes

• Saca núcleos o testigoSaca núcleos o testigo

BROCA DE FRESA FIJA (PDC)BROCA DE FRESA FIJA (PDC)

• Esta broca PDC tiene fresas o cortadores Esta broca PDC tiene fresas o cortadores hechas de cristales de diamante artificial y hechas de cristales de diamante artificial y carbono de tungsteno, cada cortado de carbono de tungsteno, cada cortado de diamante y carbono de tungsteno se llama diamante y carbono de tungsteno se llama un compactos, los fabricante colocan los un compactos, los fabricante colocan los compactos en la cabeza de la broca, compactos en la cabeza de la broca, cuando la broca gira sobre la roca los cuando la broca gira sobre la roca los compactos la cortan.compactos la cortan.

• Los PDC son muy caros sin embargo Los PDC son muy caros sin embargo cuando se usan adecuadamente, pueden cuando se usan adecuadamente, pueden perforar formaciones ligeras, medias o perforar formaciones ligeras, medias o duras durante muchas horas sin fallar.duras durante muchas horas sin fallar.

• Una capa de PDC de Una capa de PDC de compactos es muy compactos es muy fuerte y resistente al fuerte y resistente al deterioro, los deterioro, los fabricantes unen los fabricantes unen los cristales de diamante al cristales de diamante al respaldo de carbono de respaldo de carbono de tungstenos bajo altas tungstenos bajo altas presiones y presiones y temperatura, el temperatura, el respaldo de carbono de respaldo de carbono de tungstenos da al tungstenos da al compacto resistencia compacto resistencia contra el impacto contra el impacto también refuerza las también refuerza las propiedades de propiedades de resistencia al desgaste resistencia al desgaste de las fresas.de las fresas.

• Las trepanos PDC Las trepanos PDC corta la formacion corta la formacion por cizallamineto.por cizallamineto.

• El cizallado es el El cizallado es el mecanismo de corte mecanismo de corte mas eficiente si se mas eficiente si se compara con los compara con los otros mecanismo a otros mecanismo a identicas condiciones identicas condiciones operacionales con las operacionales con las mismas foramciones.mismas foramciones.

PolycrystallineDiamondCompact

Mecanismo de corte con los Mecanismo de corte con los PDCPDC

PDCPDC

Brocas de DiamantesBrocas de Diamantes

• Los fabricantes hacen estas brocas utilizando Los fabricantes hacen estas brocas utilizando diamantes artificiales, los diamantes son los diamantes artificiales, los diamantes son los cortadores de la broca, una broca de diamante cortadores de la broca, una broca de diamante rompe la roca durante la perforación rompe la roca durante la perforación comprimiéndola o cortándola o pulverizándola, el comprimiéndola o cortándola o pulverizándola, el diamante actuaría como papel de lija desgastando diamante actuaría como papel de lija desgastando la roca.la roca.

• Las barrenas de diamantes tienen un gran equipo Las barrenas de diamantes tienen un gran equipo de rendimiento estándar bajo las más extrema de rendimiento estándar bajo las más extrema condiciones. Las barrenas de diamantes están bien condiciones. Las barrenas de diamantes están bien colocadas en un amplio rango de aplicaciones de colocadas en un amplio rango de aplicaciones de perforación por su extensa duración, efectiva perforación por su extensa duración, efectiva penetración y habilidad de perforar casi cualquier penetración y habilidad de perforar casi cualquier material.material.

Diamante Natural

Diamante Impregnado

• La ausencia de partes móviles en la La ausencia de partes móviles en la barrenas de diamantes resulta en un mayor barrenas de diamantes resulta en un mayor tiempo de vida de las barrenas que los tiempo de vida de las barrenas que los trépanos convencionales, esto elimina uno o trépanos convencionales, esto elimina uno o mas viajes en el periodo de perforación, por mas viajes en el periodo de perforación, por tanto menor costo.tanto menor costo.

• Los fabricantes empotran los diamantes en Los fabricantes empotran los diamantes en la matriz metálica que forman la cabeza de la matriz metálica que forman la cabeza de la broca. Las brocas de diamantes son muy la broca. Las brocas de diamantes son muy caras pero si se usan adecuadamente caras pero si se usan adecuadamente pueden perforar durante muchas horas sin pueden perforar durante muchas horas sin fallar.fallar.

• Los trepanos de Los trepanos de Impregnado de Diamante Impregnado de Diamante perforan arando o perforan arando o raspando y moliendo la raspando y moliendo la roca.roca.

• Normalmene requieren Normalmene requieren altas RPM ( Turbina ) para altas RPM ( Turbina ) para compensar el poco compensar el poco volumen de corte volumen de corte generados por revolucion.generados por revolucion.

Mecanismo de corte con los Mecanismo de corte con los trepanos Impregnados de trepanos Impregnados de diamantes.diamantes.

BROCA DE SACA NÚCLEOS O BROCA DE SACA NÚCLEOS O TESTIGO Y BARRIL DE TESTIGO Y BARRIL DE

NÚCLEOSNÚCLEOS

• Los operarios introducen un saca núcleos y Los operarios introducen un saca núcleos y un barril de núcleos cuando el geólogo un barril de núcleos cuando el geólogo quiere una muestra del núcleo del quiere una muestra del núcleo del yacimiento que se esta perforando.yacimiento que se esta perforando.

• Un saca núcleos es normalmente un PDC de Un saca núcleos es normalmente un PDC de fresa fija o broca de diamante con un orificio fresa fija o broca de diamante con un orificio en el centro, esta abertura permite a la en el centro, esta abertura permite a la broca recortar la muestra, los diamantes o broca recortar la muestra, los diamantes o PDC recubren la abertura y caras de la PDC recubren la abertura y caras de la broca.broca.

• Los operarios de la torre de perforación Los operarios de la torre de perforación acoplan el saca núcleos a un barril de acoplan el saca núcleos a un barril de núcleos, este es un tubo especial de 30 a núcleos, este es un tubo especial de 30 a 90 pies o de 9 a 27 metros de longitud, el 90 pies o de 9 a 27 metros de longitud, el cual es introducido en la parte inferior de cual es introducido en la parte inferior de la sarta de perforación recogiendo el la sarta de perforación recogiendo el núcleo recortado por el saca núcleos.núcleo recortado por el saca núcleos.

• Los núcleos permiten a los geólogos Los núcleos permiten a los geólogos examinar un muestra real de la roca del examinar un muestra real de la roca del yacimiento, de la muestra pueden deducir yacimiento, de la muestra pueden deducir si el pozo es productivo.si el pozo es productivo.

Trepano Saca Testigo

Barril de Testigo

Barril de Testigos

B ro c a s d e fr e s a f ij a

RODILLOS CONICOSRODILLOS CONICOS

• BROCAS DE BROCAS DE DIENTES DE ACERODIENTES DE ACERO

Cono de Dientes de Acero

Dientes

C o n o s

BROCAS DE FRESA FIJABROCAS DE FRESA FIJA

• HAY TRES TIPOS HAY TRES TIPOS DE BROCAS DE DE BROCAS DE FRESA FIJAFRESA FIJA

B ro c a s d e fr e s a f ij a

Martillos

MWDCollares

Mo tor de fondo

Equipo especialde Perforacion

EQUIPAMIENTO ESPECIAL EN LA EQUIPAMIENTO ESPECIAL EN LA SARTA DE PERFORACIONSARTA DE PERFORACION

• El equipamiento especial en la sarta El equipamiento especial en la sarta de perforación incluye:de perforación incluye:

• MartillosMartillos

• Herramienta de medición mientras Herramienta de medición mientras de perfora MWDde perfora MWD

• Motores de FondoMotores de Fondo

MARTILLOS DE MARTILLOS DE PERFORACIONPERFORACION

• Los operarios del equipo de perforación, Los operarios del equipo de perforación, instalan el martillo en la sarta de instalan el martillo en la sarta de perforación si existe el temor de atorarse o perforación si existe el temor de atorarse o pegarse en alguna formación, estos pegarse en alguna formación, estos normalmente se montan en la parte alta del normalmente se montan en la parte alta del B.H.A. con collares de perforación colocados B.H.A. con collares de perforación colocados encima y debajo del martillo, cuando se encima y debajo del martillo, cuando se activa un martillo da una fuerza sacudida a activa un martillo da una fuerza sacudida a la parte de la sarta de perforación debajo la parte de la sarta de perforación debajo del martillo, a menudo las sacudidas dadas del martillo, a menudo las sacudidas dadas por el martillo son suficientes para por el martillo son suficientes para desprender la sarta de la pared del pozo.desprender la sarta de la pared del pozo.

M artillos

Martillo(jars)

Collares bajo martillo

Collares sobre martillo

Derrumbe

Aprisionamiento

HERRAMIENTA DE MEDICION HERRAMIENTA DE MEDICION

MIENTRAS SE PERFORA (MWD)MIENTRAS SE PERFORA (MWD)

• El MWD es una herramienta de gran ayuda El MWD es una herramienta de gran ayuda para el operario cuando la broca esta para el operario cuando la broca esta perforando, los operarios colocan perforando, los operarios colocan normalmente la herramienta en un collar de normalmente la herramienta en un collar de perforación especial cerca de la broca.perforación especial cerca de la broca.

• Las herramientas MWD perciben las Las herramientas MWD perciben las condiciones del fondo de la perforación y las condiciones del fondo de la perforación y las trasmiten a la superficie, una ves allí el trasmiten a la superficie, una ves allí el perforador controla las condiciones del pozo perforador controla las condiciones del pozo en tiempo real.en tiempo real.

HERRAMIENTA DE MEDICION HERRAMIENTA DE MEDICION MIENTRAS SE PERFORA (MWD)MIENTRAS SE PERFORA (MWD)

• La mayoría de la herramientas de MWD La mayoría de la herramientas de MWD crean impulsos en el lodo de perforación, crean impulsos en el lodo de perforación, estos impulsos llevan información sobre el estos impulsos llevan información sobre el fondo a lo largo de la sarta de perforación fondo a lo largo de la sarta de perforación hasta la superficie. La información recogida hasta la superficie. La información recogida por una herramienta de MWD incluye:por una herramienta de MWD incluye:

• Las propiedades de la rocaLas propiedades de la roca• La dirección en la que esta perforando la La dirección en la que esta perforando la

brocabroca• Potencia de torsión Potencia de torsión • Peso en la brocaPeso en la broca

Informacion recolectada

Propiedades de Roca

Direccion de la Perforacion

Torque

Peso en el trepano

MWD Medidas Mientras se Perfora

MOTOR DE FONDO (MUD MOTOR DE FONDO (MUD MOTOR)MOTOR)

• A menudo cuando se perfora un pozo direccional A menudo cuando se perfora un pozo direccional u horizontal se monta un motor de fondo en la u horizontal se monta un motor de fondo en la parte inferior de la sarta de perforación, justo parte inferior de la sarta de perforación, justo encima de la broca.encima de la broca.

• Se llama motor de fondo por que el lodo que llega Se llama motor de fondo por que el lodo que llega al fondo de la perforación hace girar la broca al fondo de la perforación hace girar la broca ósea que cuando se usa un motor de fondo ósea que cuando se usa un motor de fondo solamente gira la broca y no el resto de la sarta solamente gira la broca y no el resto de la sarta de perforación, el lodo bombeado hacia el fondo de perforación, el lodo bombeado hacia el fondo de la sarta entra en la parte superior de el motor de la sarta entra en la parte superior de el motor de fondo, cuando los fluido de perforación de fondo, cuando los fluido de perforación presurizado se obligan a concentrase entre el presurizado se obligan a concentrase entre el estator elástico y el rotor excéntrico de acero se estator elástico y el rotor excéntrico de acero se produce una potencia de torsión que origina que produce una potencia de torsión que origina que el rotor gire, el rotor esta conectado a un eje el el rotor gire, el rotor esta conectado a un eje el cual a su ves esta conectado a la broca. cual a su ves esta conectado a la broca.

Motor de Fondo

Motor de Fondo

POZO DIRECCIONALPOZO DIRECCIONAL

• Algunas veces el pozo es petrolero es Algunas veces el pozo es petrolero es perforado en ángulo, esto se llama perforado en ángulo, esto se llama perforación direccional el pozo esta dirigido perforación direccional el pozo esta dirigido en un ángulo determinado especificado en el en un ángulo determinado especificado en el programa de perforación por mucha razones programa de perforación por mucha razones diferentes, por ejemplo los operarios pueden diferentes, por ejemplo los operarios pueden perforar direccionalmente si el yacimiento de perforar direccionalmente si el yacimiento de petróleo o gas no esta situado directamente petróleo o gas no esta situado directamente debajo del sitio de la torre de perforación debajo del sitio de la torre de perforación

POZOS HORIZONTALESPOZOS HORIZONTALES

• Los pozos horizontales se perforan por Los pozos horizontales se perforan por diferentes razones, algunos depósitos diferentes razones, algunos depósitos pueden explotarse mejor si una parte pueden explotarse mejor si una parte horizontal del pozo pasa a traves del horizontal del pozo pasa a traves del yacimiento, el paso del segmento yacimiento, el paso del segmento horizontal del pozo comienza en algún horizontal del pozo comienza en algún punto de la parte vertical del sondeo, este punto de la parte vertical del sondeo, este punto se denomina punto de arranque, el punto se denomina punto de arranque, el segmento horizontal del pozo puede ser de segmento horizontal del pozo puede ser de varios miles de pies, se requieren equipos y varios miles de pies, se requieren equipos y técnicas de perforación especializadas para técnicas de perforación especializadas para perforar pozos horizontales.perforar pozos horizontales.

EQUIPO EN SUPERFICIE EQUIPO EN SUPERFICIE DE LA MESA ROTARIADE LA MESA ROTARIA

Elevadores

Tenazas

A g u j e r od e r a t a

A g u j e r od e r a t o n

Cuñas

Malacate

CabreStante

C onso la de lpe rfo rad r

ALICATES O TENAZAS ALICATES O TENAZAS (TONGS)(TONGS)

• La tenazas son llaves grandes para tubería La tenazas son llaves grandes para tubería que se usan para aplicar momentos de que se usan para aplicar momentos de torsión o desenroscar secciones de la torsión o desenroscar secciones de la sarta de perforación o collares de sarta de perforación o collares de perforación que han sido conectados perforación que han sido conectados previamente el acto de enroscar juntas de previamente el acto de enroscar juntas de tuberías es llamado making up, las tuberías es llamado making up, las tenazas están conectadas a los tenazas están conectadas a los cabrestantes auxiliares por medio de una cabrestantes auxiliares por medio de una cuerda o cadenas de manera de aplicar un cuerda o cadenas de manera de aplicar un momento de torsión que puede ser momento de torsión que puede ser aplicada con la sola intervención muscular aplicada con la sola intervención muscular

Tenazas

AGUJERO DE RATA (RAT AGUJERO DE RATA (RAT HOLE)HOLE)

• La ratonera es una La ratonera es una sección de la sección de la tubería de tubería de diámetro grande diámetro grande que se extiende que se extiende por debajo del piso por debajo del piso de la torre y se de la torre y se utiliza para alojar utiliza para alojar el montaje kelly el montaje kelly cuando no se usa cuando no se usa por ejemplo por ejemplo cuando se esta cuando se esta haciendo un viaje.haciendo un viaje.

A gujero de Rata

Agujero de Raton

Ensamblaje de K elly

A G U JE RO D E RA T A

AGUJERO DE RATON (MOUSE AGUJERO DE RATON (MOUSE HOLE)HOLE)

• La ratonera es una sección de tubería de La ratonera es una sección de tubería de diámetro grande que se extiende por diámetro grande que se extiende por debajo del piso de la torre cerca de la mesa debajo del piso de la torre cerca de la mesa rotatoria y se usa para mantener una junta rotatoria y se usa para mantener una junta de tubería perforación luego se agregara a de tubería perforación luego se agregara a la sarta de perforación, para agregar la la sarta de perforación, para agregar la junta el kelly se mueve sobre la ratonera y junta el kelly se mueve sobre la ratonera y se conecta ala nueva junta, luego el kelly se conecta ala nueva junta, luego el kelly es movido hacia arriba para levantar la es movido hacia arriba para levantar la nueva junta fuera de la ratonera la cual es nueva junta fuera de la ratonera la cual es enroscada en la sarta de perforación enroscada en la sarta de perforación colgando en la mesa rotativa.colgando en la mesa rotativa.

Mesa rotaria Agujero de raton Juta de la tuberia deperforacion lista paraser añedida a la sarta

AGUJERO DE RATON

CUÑAS (SLIPS)CUÑAS (SLIPS)

• Cuando se enrosca o se Cuando se enrosca o se desenrosca la tubería, la desenrosca la tubería, la sarta de perforación es sarta de perforación es suspendida desde la mesa suspendida desde la mesa rotatoria por medio de las rotatoria por medio de las cuñas, las cuñas se cuñas, las cuñas se instalan al rededor de la instalan al rededor de la tubería de la mesa tubería de la mesa rotatoria para agarrar la rotatoria para agarrar la tuberías, las cuñas tienen tuberías, las cuñas tienen cerradas o pedazos de cerradas o pedazos de metal aferrados los cuales metal aferrados los cuales pueden ser reemplazados pueden ser reemplazados a medida que se a medida que se desgastan. desgastan.

C U Ñ A S (SL I P S)

TUBERIA DE PERFORACION

CUÑASMATRIZ

Cuñas o Slip

Cuñas

CONSOLA DEL PERFORADOR CONSOLA DEL PERFORADOR (DRILLER`S CONSOLE)(DRILLER`S CONSOLE)

• La consola del perforador tiene todos los La consola del perforador tiene todos los instrumentos y controles necesarios para instrumentos y controles necesarios para manejar los equipos en el piso de la torre, manejar los equipos en el piso de la torre, el principal instrumento de calibración es el principal instrumento de calibración es el indicador de peso, otros instrumentos el indicador de peso, otros instrumentos importantes reflejan la presión del bombeo importantes reflejan la presión del bombeo y la cantidad de momento de torsión, y la cantidad de momento de torsión, durante la rotación el momento de torsión durante la rotación el momento de torsión para enroscar la tubería el volumen de los para enroscar la tubería el volumen de los tanques y el flujo que sale del pozo.tanques y el flujo que sale del pozo.

INDICADOR DE PESO

CONSOLA DEL PERFORADOR