Universidad Tecnolgica de Tabasco
NOMBRE DEL ALUMNO: PEDRO IVAN MENDOZA HERNANDEZ ALEXANDER
SANCHEZ VAZQUEZ
MATERIA: TECNOLOGIA DE PERFORACIN
CUATRIMESTRE: 4
GRADO: C
DIVICION: QUIMICA
CARRERA: TSU FLUIDOS DE PERFORACIN NOMBRE DEL CATEDRATICO:
ELIZABETH DE LA CRUZ COLORADO
TRABAJO: INVESTIGACION DE LAS BARRENAS
INTRODUCCIN
Teniendo en cuenta que la tecnologa en las operaciones de
perforacin de pozos exploratorios cada da es ms avanzada, es
obligacin estar al tanto de estos avances.Todos los sistemas de
perforacin implementados en el mundo deben tener esa herramienta
necesaria como lo es la barrena.Desde los comienzos de la historia
de la perforacin este elemento ha jugado un papel demasiado
importante y sus avances en cuanto a diseo, materiales de
construccin etc., no deben inquietar, por lo tanto debemos estar al
tanto de todo esto.Es importante tener en cuenta que cada empresa
tiene sus propias especificaciones y codificacin para cada barrena,
pero tienen un objetivo en comn desarrollar una tecnologa que nos
permita avanzar en la perforacin al menor costo posible y con las
mejores condiciones de seguridad.La barrena es muy importante en
los momentos de la perforacin ya que por medio de esta nos permite
ir abriendo paso a dicha perforacin por eso es necesario conocer
sus antecedentes sus materiales con los que trabaja, entre otros
aspectos importantes.La asociacin internacional de contratistas de
perforacin (IADC) ha desarrollado un sistema estandarizado para
clasifica las barrenas de perforacin. Este sistema se cre
principalmente para unificar la nomenclatura de todos los
fabricantes y de esta madera evitar entre los tipos de barrenas
equivalentes en relacin con sus distintos fabricantes. As la IADC
creo el sistema cdigo IADC, de clasificacin de tres o cuatro dgitos
segn se requiera especificar.
ANTECEDENTES DE LA BARRENALa primera patente correspondiente a
la barrena rotativa para formaciones duras, registrada en el ao
1909, marc el nacimiento de la industria moderna de las barrenas de
perforacin. En esa poca, las barrenas eran diseadas con dos conos
de dientes fresados interbloqueos, y la perforacin de unos pocos
metros se consideraba una buena carrera. Recin en la dcada de 1950,
los ingenieros disearon las barrenas tricnicas que se asemejan ms a
las utilizadas actualmente. Hoy, las demandas que se imponen sobre
las barrenas de perforacin son ms exigentes. Mientras que las
barrenas de cortadores fijos y las barrenas de conos giratorios
fueron diseadas originalmente para ser corridas hasta su
destruccin, ahora se espera no slo que excedan las expectativas en
materia de rendimiento de perforacin sino que adems terminen la
carrera, intactas. La barrena de perforacin moderna debe tener la
capacidad para perforar rpidamente, proveer buena orientabilidad
para el control direccional, y durar un tiempo prolongado en el
fondo del pozo aun en los ambientes ms extremos. Si bien los costos
de las barrenas representan habitualmente menos del 1% del costo
total de la construccin de un pozo, la barrena correcta puede
mejorar inmensamente el rendimiento de perforacin y, en
consecuencia, generar un ahorro de varios millones de dlares para
el operador. De hecho, la introduccin de las barrenas de un
compuesto policristalino de diamante (PDC) a comienzos de la dcada
de 1970, junto con las mejoras permanentes de los componentes de
las barrenas de conos giratorios, desempe un rol muy importante en
la reduccin de los costos totales de los pozos para nuestros
clientes. Adems, estos mejoramientos proporcionan a los ingenieros
de nuestros das la capacidad para planificar pozos con trayectorias
complejas, que son crticos para la rentabilidad de las compaas
petroleras en yacimientos cada vez ms complejos.A primera vista,
puede ser difcil percibir las diferencias existentes entre una
barrena de perforacin de alta calidad y otra que perforara con la
mitad de la velocidad de penetracin o que carecera de la
orientabilidad. En efecto, sin un conocimiento considerable de las
complejidades del diseo y la ingeniera de los materiales
involucrados, es difcil apreciar el volumen de tecnologa
incorporada en las barrenas de perforacin modernas o el enfoque
cientfico aplicado a los mtodos actuales de diseo y seleccin de las
barrenas. Hoy en da, las mejoras significativas registradas en
materia de ingeniera de materiales, software de diseo, y procesos
de manufactura, proporcionan barrenas de perforacin que son
diseadas a medida para cada aplicacin. Estos diseos se validan
rpidamente en el mundo virtual del modelado por computadora, y en
una cuestin de das se envan al rea de produccin. Esto contrasta de
manera rotunda con el enfoque de tipo prueba y error utilizado por
los primeros fabricantes de barrenas. Esta nueva metodologa permite
que se proporcione la solucin correcta con la primera iteracin del
diseo, lo que posibilita que nuestros clientes obtengan ahorros en
forma inmediata en lugar de hacerlo luego de costosas y prolongadas
pruebas de campo. Como individuo que ha estado involucrado en la
industria de las barrenas de perforacin durante 15 aos, me complace
que esta edicin de Oilfield Review presente un artculo que explique
algunas de las tecnologas de barrenas de perforacin utilizadas
actualmente por la industria. Primeras barrenas de perforacin.
QU ES UNA BARRENA?Es la herramienta de corte localizada en el
extremo inferior de la sarta de perforacin, utilizada para cortar o
triturar la informacin durante el proceso de la perforacin rotara.
Su funcin es perforar los estratos de la roca mediante el
vencimiento de su esfuerzo de compresin y de la rotacin de la
barrena.COMPONENTES DE UNA BARRENAEL CUERPO DE UNA BARRENA
TRICNICA, CONSISTE EN:a) Una conexin roscada (pin) que une la
barrena con una doble caja del mismo dimetro de los lastrabarrenas
.b) Tres ejes (mun) del cojinete en donde van montados los conos.
c) Tres conos. d) Los depsitos que contienen el lubricante para los
cojines .e) Los orificios (toberas) a travs de los cuales el fluido
de perforacin fluye para limpiar del fondo el recorte que perfora
la barrena f) Cortadores (dientes o insertos).g) Hombro de la
barrena.
EL CUERPO DE UNA BARRENA PDC, CONSISTE EN:A) Una conexin roscada
(pin) que une la barrena con una doble caja del mismo dimetro de
lastrabarrenas. b) Numerosos elementos de corte policristalino
(cortadores).c) Aletas (en algunos modelos).d) Los orificios
(toberas) a travs de los cuales el fluido de perforacin fluye para
limpiar del fondo el recorte que perfora la barrena. e) Hombro de
la barrena.
CONOCIMIENTOS GENERALES DE BARRENASEn la actualidad existen
varios tipos de barrenas para la perforacin de pozos petroleros que
difiere entre s, ya sea en su estructura de corte o por su sistema
de rodamiento, por ejemplo, cuando son de tres conos o por los
materiales usados en su construccin. De acuerdo con lo anterior,
las barrenas se clasifican en: Barrenas tricnicas. Barrena de
cortadores fijos. Barrenas especiales.
CONOCIMIENTOS GENERALES DE BARRENASEn la actualidad existen
varios tipos de barrenas para la perforacin de pozos petroleros que
difieren entre s, ya sea en su estructura de corte o por su sistema
de rodamiento, por ejemplo, cuando son de tres conos o por los
materiales usados en su construccin. De acuerdo con lo anterior,
las barrenas se clasifican en: Barrenas tricnicas. Barrena de
cortadores fijos. Barrenas especiales.
BARRENAS TRICNICASLas barrenas tricnicas tienen 3 conos
cortadores que giran sobre su eje. Por su estructura de corte se
fabrican de dientes y de inserto de carburo de tungstenoTricnica de
dientes. Tricnica de inserto de carburo.Por su sistema de
rodamiento pueden ser de balero estndar de balero sellado y de
chumaceras.
Actualmente las barrenas tricnicas slo son usadas en las
primeras etapas de la perforacin.APRIETE RECOMENDADO PARA EL PION
DE LAS BARRENAS1.- El apriete recomendado para las barrenas
requieren menos fuerzas de torsin que para loslastrabarrenas.2.-
Para el apriete con llaves BJ dividir el rengo de apriete,
recomendado entre la longitud de la llave en pies, y el resultado
ser la calibracin que se le debe dar al ampermetro.3.- Para
convertir la lectura del ampermetro a lbs-pie, multiplicarse por
16.8 y viceversa.
TORQUE RECOMENDADO BARRENAS Y MOLINOS.
Actualmente las barrenas tricnicas slo son usadas en las
primeras etapas de la perforacin.APRIETE RECOMENDADO PARA EL PION
DE LAS BARRENAS1.- El apriete recomendado para las barrenas
requieren menos fuerzas de torsin que para loslastrabarrenas.2.-
Para el apriete con llaves BJ dividir el rengo de apriete,
recomendado entre la longitud de la llave en pies, y el resultado
ser la calibracin que se le debe dar al ampermetro.3.- Para
convertir la lectura del ampermetro a lbs-pie, multiplicarse por
16.8 y viceversa.TORQUE RECOMENDADO BARRENAS Y MOLINOS.
BARRENAS DE CORTADORES FIJOSLas barrenas de cortadores fijos son
cuerpos compactos, sin partes mviles, con diamantes naturales o
sintticos incrustados parcialmente en su superficie inferior y
lateral que trituran la formacin por friccin o arrastre. Se dividen
en: Barrenas de diamante natural Barrenas de diamante Trmicamente
estable (TSP) Barrenas compactas de diamantepolicristalino
(PDC)
BARRENAS DE CORTADORES FIJOSLas barrenas de cortadores fijos son
cuerpos compactos, sin partes mviles, con diamantes naturales o
sintticos incrustados parcialmente en su superficie inferior y
lateral que trituran la formacin por friccin o arrastre. Se dividen
en: Barrenas de diamante natural Barrenas de diamante Trmicamente
estable (TSP) Barrenas compactas de diamantepolicristalino
(PDC)
BARRENAS DE DIAMANTE NATURALLas barrenas de diamante natural
tienen un cuerpo fijo cuyo material puede ser de matriz o de acero.
Su tipo de corte es de diamante natural (el diamante es el material
ms duro hasta ahora conocido) incrustado en el cuerpo de la
barrena. El uso de estas barrenas es limitado en la actualidad,
salvo en casos especiales para perforar formaciones muy duras y
abrasivas.
BARRENAS DE DIAMANTE TRMICAMENTEESTABLE (TSP)Las barrenas
trmicamente estable (TSP). Son usadas para perforar rocas duras,
por ejemplo calizadura, basalto y arenas finas duras, entre
otras.
BARRENAS DE COMPACTO DE DIAMANTEPOLICRISTALINO (PDC)Las barrenas
PDC pertenecen al conjunto de barrenas de diamante con cuerpo slido
y cortadores fijos. Su diseo de cortadores est hecho con diamante
sinttico en forma de pastillas (compacto de diamante), montadas en
el cuerpo de los cortadores de la barrena, pero a diferencia de las
barrenas de diamante natural y las STP, su diseo hidrulico se
realiza con sistema de toberas para lodo, al igual que las barrenas
tricnicas. Este tipo de barrenas es la ms utilizada en la
actualidad para la perforacin de pozos petroleros.
CDIGO IADC
La IADC desarrollo un sistema de codificacin para la
identificacin de barrenas de cortadores fijos que incluye a todos
los tipos de cortadores fijos. Este cdigo consiste de cuatro
caracteres una letra y tres nmeros. En el cdigo estndar IADC, el
primer carcter es una letra se usa para distinguir el tipo de
material usado en el cuerpo de la broca.
M - Matriz
S Acero
D - Diamante
El segundo carcter indica el tipo de formacin para la cual la
broca es ms apta. El tercer carcter muestra la estructura de corte
de la broca. Las equivalencias para el segundo y tercer carcter se
muestran en la tabla.
Cdigo IADC para el tipo de formacin y la estructura de corteen
una broca PDC.
1Muy suave234PDC 19mmPDC 13mmPDC 8mm
2Suave234
PDC 19mmPDC 13mmPDC 8mm
3Suave media234PDC 19mmPDC 13mmPDC 8mm
4Media234PDC 8mmPDC 13mmPDC 19mm
5No cdigo
6Media dura123DiamanteNatural
7Dura123TSP
8Extremadamente dura123Diamante
Cdigo IADC para el perfil de una broca PDC1corta
2Perfil corto
3Perfil medio
4Perfil largo
Ejemplos de cdigo IADC para brocas PDCUna broca de cortadores
fijos PDC, con cuerpo de matriz diseada para formaciones de dureza
media tiene un cdigo IADC
M Cuerpo de matriz
4 el tipo de formacin es media
2 la estructura es PDC de 19mm
4 el perfil de la broca es largo
Una broca de cortadores fijos PDC de cuerpon de acero diseada
para formaciones de dureza media tiene un cdigo IADC S-132S Cuerpo
de acero
1 el tipo de formacin es muy suave
3 la estructura de corte es PDC de 13mm
2 el perfil de la broca es pequeo
CDIGO IADC: La asociacin internacional de contratista de
perforacin (IADC) ha desarrollado un sistema estandarizado para
clasificar las barrenas triconicas de rodillos (para roca).Se
clasifican de acuerdo con el tipo (de dientes de acero o de
insertos), la clase de formacin para la cual fueron diseadas (en
trminos de serie y tipo), las caractersticas mecnicas, y en funcin
del fabricante. El sistema de clasificacin permite hacer
comparaciones entre los tipos de barrena que ofrecen los
fabricantes. Para evitar confusin entre los tipos de barrenas
equivalentes en relacin con sus distintos fabricantes la IADC creo
el sistema (cdigo IADC), de clasificacin de tres dgitos, como se
relaciona a continuacin.El primer digito, identifica el tipo de
estructura de corte con respecto al tipo de formacin, como se
relaciona a continuacin:
1.-Dientes fresados para formacin blanda.2.-Dientes fresados
para formacin media.3.-Dientes fresados para formacin
dura.4.-Dientes de inserto de tungsteno para formacin muy
blanda.5.-Dientes de inserto de tungsteno para formacin
blanda.6.-Dientes de inserto de tungsteno para formacin
media.7.-Dientes de inserto de tungsteno para formacin
dura.8.-Dientes de insertos de tungsteno para formacin extra
dura.El segundo digito, identifica el grado de dureza de la
formacin en la cual se usara la barrena.Vara de suave a dura, como
se relaciona a respecto al tipo de formacin, como se relaciona a
continuacin. Para formacin suave. Para formacin media suave Para
formacin dura El tercer digito. Identifica el sistema de rodamiento
y lubricacin de la barrena en ocho clasificaciones, como se indica
a continuacin:1.-Con toberas para lodo y balero estndar.2.-De
toberas para aire y/o lodo con dientes diseo en T y balero
estndar.3.-Balero estndar con proteccin en el calibre.4.-Balero
sellado y proteccin auto lubricante.5.- Balero sellado y proteccin
al calibre.6.-Chamusera sellada.7.-Chamusera sellada.8.-Para
perforacin direccional.
CONCLUSIONES
Las barrenas juegan un papel muy importante en la perforacin ya
que es muy importante tener conocimientos de ellas porque as nos
ayuda a identificar el tipo de barrena que utilizaremos y de igual
madera para saber de qu forma utilizarla, y que tan eficaz ser en
el momento de perforar por eso tambin existe un cdigo el cual nos
ayuda a lograr identificar estos aspectos. (Alexander Snchez
Vzquez)
Las barrenas de perforacin son una herramienta muy importante ya
que es la cual va penetrando por las distintas etapas de geolgicas
del suelo. las barrenas de perforacin son ms exigentes. Mientras
que las barrenas de cortadores fijos y las barrenas de conos
giratorios fueron diseadas originalmente para ser corridas hasta su
destruccin, ahora se espera no slo que excedan las expectativas en
materia de rendimiento de perforacin sino que adems terminen la
carrera, intactas
BIBLIOGRAFAS
Mosda, i. A. (2000). barrenas . Mexico D.F.
Facultad de geologa y perforacin, recuperado el 11 de julio del
2015 .www.geologia.com
Perforacin de pozos, recuperado el 11 de julio del 2015,
https://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield.../composite.pd
Pemex en perforacin. Recuperado el 11 de julio del 2015.
https://www.slb.com/~/media/Files/resources/oilfield.../q1_2.pdf
Brocas tricnicas. Recuperado el 10 de julio del 2015.
www.geotecdrill.es Productos Otras herramientas de perforacin