Calificacion de Brocas PDC

MANUAL DE CAL CA L IFI IFICACIO CACION N DE BROCAS

Introducción a las Brocas de PDC

AVISO: Est e manual con tie ne mate rial con fide nc ia l con dere cho s reser vados y fue aprobado únicamente para uso interno. ©Copyr ight 2003. Smith Internat ional , Inc

CLASIFICACIÓN IADC PARA LA EVALUACIÓN DEL DESGASTE DE LAS BROCAS DE PDC El objetivo del sistema de clasificación IADC para la evaluación del desgaste de las brocas de PDC, en las palabras de sus autores, “pintar una imagen mental” de la condición física de una broca desgastada. La clasificación y e valuación del desgaste es un medio de registrar la condición física de la broca para referencias futuras. Esto requiere que los usuarios conozcan como se ve la broca en condición nueva y el sistema de la IADC en consecuencia está asociado estrechamente con el sistema de clasificación IADC de brocas de PDC (Referencia1). El sistema de la IADC está diseñado para ser similar en forma y función al sistema similar de brocas de conos de rodillos. Sin embargo, los dos no son intercambiables y lo siguiente aplica únicamente a la clasificación y evaluación de la estructura de corte de las brocas de PDC. Cuando se clasifican y evalúan brocas de conos de rodillos, las reglas de medición específicas de la IADC apropiadas para esa categoría de brocas tienen que ser utilizadas.

Fig. 61 – Categor ías d e cl asi ficac ión y ev alua ción de desgaste de la IADC

CL ASIFICACIÓN IADC PARA LA EVALUACIÓN DE DESGASTE La clasificación IADC para la evaluación de desgaste, revisa el desgaste de las brocas en cuatro categorías generales: estructura de corte, cojinetes y sellos, calibre y obs ervaciones. Son considerados ocho factores de desgaste de las brocas de cortadores fijos. Estas, y sus subcategorías, son descritas en la gráfica anterior, (Fig. 61).

Clasificación y e valuación de desgaste de la estructur a de corte El desgaste del cortador de PDC es medido a través de la pastilla de diamantes, sin tener en cuanta la forma, tam año, tipo o exposición del cortador. El desgaste del cortador es clasificado y evaluado utilizando una escala lineal desde 0 hasta 8, (Fig. 62). Los números de clasificación y evaluación se incrementan con el

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desgaste; 0 representa sin desgaste, 8 indica no existe una superficie de corte útil. Por tanto, un grado 4 indica un cortador que está desgastado en 50%.

Fig. 62 – Convenc ión para el desgaste de los cor tadores (cero es s in desgaste)

Fig. 63 – Desi gnaci ón del cuerpo interi or / exteri or para las br ocas de PDC e i mpregnadas

La ubicación del desgaste del cortador está clasificada ya sea como 2/3 interna o 1/3 externa del radio de la broca, (Fig. 63). Para los propósitos de clasificación y evaluación de desgaste, las estructuras de corte están subdivididas en cuatro subcategorías: hileras internas, hileras externas, características principales del desgaste de la estructura de corte, y ubicación sobre la cara de la broca en donde ocurre la característica primaria de desgaste.

Desgaste de las hileras internas y exter nas del cortador Para ambas, las brocas de PDC y de diamantes naturales colocados sobre la superficie, se da un valor al desgaste del cortador, utilizando el m étodo descrito anteriormente. Para obtener el desgaste promedio para las hileras internas de los cortadores representados en la gráfica anterior, los s eis cortadores incluidos tienen que ser clasificados y evaluados individualmente, sumados como un grupo y promediados para obtener la clasificación y evaluación de desgaste de la hilera interna, [a + b + c + d + e + f] / 6. Un análisis y cálculo similares podrían ser hechos para los siete cortadores utilizados en las hileras externas de la broca y los dos resultados registrados en los dos primeros espacios del formato de clasificación y evaluación de desgaste.

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Caracter ísticas de desgaste de los cor tadores El cambio más prominente o físico “primario” para la nueva condición de un cortador es llamado su característica de desgaste. La tabla siguiente lista ejemplos comunes, (Fig. 64).

Código BC BT BU CC CD CI CR CT ER FC HC JD LC

Descripción

Códigos de las característic as d e desgaste Código Descripción

Cono Roto Dientes / Cortadores Rotos Bro ca embolada Cono Agrietado Cono Arrastrado Interferencia del Cono Cor azon amiento (Ahu ecamiento) Dient es / Cortadores astillados Erosión Desgaste Plano de la cresta Desgaste po r Calentamiento Daños por Chatarra Cono Perdido

LN LT NO OC PB PN RG SD SS TR WO WT

Bo quilla Perdida Dient es / Cortadores Perdidos Sin Características de Desgaste Desgaste Desniv elado Broca Pellizcada Boquilla / Pasaje del Flujo Taponados Calibr e Redondeado Daños al Revestimi ento Trasero Desgaste del Auto-Afilado Caminando sobre la misma huella (ratreo) Bro ca lavada (erosionada p or f luido) Dient es / Cortadores Desgastado s

Fig. 64 – Características de desgaste de los cortadores

La característica de desgaste primaria del cortador es la tercer subcategoría de la estructura de corte y es registrada en el tercer espacio del registro de clasificación y evaluación de desgaste. Note que las características de desgaste fuera de la estructura de corte u “Otros” de una broca son anotadas en la séptima categoría de clasificación y evaluación de desgaste. La categoría 3 define únicamente el desgaste primario del cortador mientras que la categoría 7 puede ser utilizada para describir ya sea el desgaste secundario de la estructura de corte o las características de desgaste que se relacionan con la broca como un conjunto no relacionado a la estructura de corte. Los códigos de clasificación y evaluación para la categoría de Otras características de desgaste son las mismas que aquellas listadas anteriormente.

Ubicación del desgaste de la estr uctura de cor te La última de las clasificaciones y evaluaciones de desgaste relacionadas con la estructura de corte, la categoría 4, indica la ubicación de la característica de desgaste primaria que fue registrada en la categoría 3. Las posibles ubicaciones incluyen: C-cono; N-nariz (hilera); T-Flanco; S-hombro; G-calibre; A-todas las áreas; M-hilera media; y H-hilera del talón. La clasificación y evaluación de la ubicación es reportada en el cuarto espacio del formato de clasificación y evaluación de desgaste.

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Criterios para los c ojinetes y sellos La categoría 5 se utiliza únicamente para las brocas de conos de rodillos. Siempre está marcada con una “X” para las brocas de cortadores fijos.

Clasificación y evaluación del calibre La categoría del calibre del sistema de clasificación y evaluación de desgaste de las brocas es utilizada para reportar una condición de diámetro más pequeño que el calibre para los elementos de corte cuya intención es tocar la pared del hoyo de perforación. Para las brocas de diamante y de PDC, el calibre es medido con un calibre de anillo nominal. (Las especificaciones de API para calibres de anillo nominales para las brocas de conos de rodillos no han sido emitidas). El uso de un código “I” indica que la broca permanece dentro del calibre. Son reportados los incrementos de 1/16” de diámetro más pequeño que el calibre. Si una broca tiene un diámetro más pequeño que el calibre en 1/16”, el reporte del calibre es “1”. Si una broca tiene un diámetro más pequeño que el calibre en 1/8” (2/16”), el reporte del calibre es “2”. Si una broca tiene un diámetro más pequeño que el calibre en 3/16”, el reporte del calibre es “3”, y así sucesivamente. Redondee al 1/16” más cercano. Las reglas del calibre únicamente aplican para los elementos de la estructura de corte. Las medidas son tomadas lo más cerca posible ya sea de los elementos de corte del calibre o del talón.

Observaciones La categoría de observaciones es más importante que lo que implica su título. Está permite la explicación de las características de desgaste que no se ajustan correctamente dentro de las otras categorías, y es una categoría en la cual la razón de porque fue removida una broca del servicio es confirmada.

Otras características de desgaste La evidencia de desgaste secundario de la broca es reportada en la séptima categoría de la clasificación y evaluación. Dicha evidencia se podrá relacionar con el desgaste de la estructura de corte, tal como se registró en el tercer espacio. La característica de desgaste “secundaria” identifica con frecuencia la causa de la característica de desgaste anotada en el tercer espacio. Como con las características de desgaste “primarias”, los códigos para la clasificación y evaluación “secundaria” están listados en la tabla de la Fig. xxxx.

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Están disponibles dos designaciones adicionales, “RR” y “NR” fueron añadidas para indicar si la broca puede ser corrida de nuevo o no.

Razón por la cual f ue sacada La octava categoría de la clasificación y evaluación de desgaste reporta la razón por la cual la broca fue sacada de servicio. Se muestra una lista de los códigos en la Fig. 65.

Código

Descripción

Código s de las r azones por las cu ales fue sacad a de servicio

Código

BHA CM DMF DP DSF DST

Cambio del ens amblaje del fon do del pozo Condiciones d e los lodos Falla d el moto r en el fo ndo d el pozo Tapón de cemento Falla d e l a sarta d e perforación Prueba p ara p arar la perforación

DTF

Falla de las herramientas en el fon do d el pozo Cambio de l a forma ción Problemas en el pozo Horas sobre l a broca Dejada en el pozo

FM HP HR LIH

LOG PP PR RIG RS TD

Descripción

TQ

Registros de corrid as Presió n de la bomba Tasa de pen etración Reparación del equipo d e perforación Recupera regi stro de d esviacion(surv ey) Profundidad total / profundidad de la tubería de revestim iento Torque

TW WC WO

Rotu ra de tub eria Condiciones meteorológ icas Lavadura (erosión po r fluido )

Fig. 65 – Códigos de las razones por las cuales fue sacada la Broc a del Pozo

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REFERENCIAS DE LAS BROCAS DE PDC Referencia 1: Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (International Association of Drilling Contractors) / Sociedad de Ingenieros Petroleros (Society of Petroleum Engineers), Desarrollo de un n uevo sistema de clasificación de las brocas de perforación de cortadores fijos de la IADC (Development of a New IADC Fixed Cutter Drill Bit Classification System) , Brandon et al, Conferencia de Perforación de la IADC / SPE 1992, Documento de la SPE # 23940. Referencia 2: Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (International Association of Drilling Contractors) / Sociedad de Ingenieros Petroleros (Society of Petroleum Engineers), Primera revisión al sistema de clasificación y evaluación de desgaste de los cortadores fijos de la IADC (First Revision to the IADC Fixed Cutter Dull Grading System) , Brandon et al, Conferencia de Perforación de la IADC / SPE 1992, Documento de la SPE #23939. Referencia 3: Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (International Association of Drilling Contractors) / Sociedad de Ingenieros Petroleros (Society of Petroleum Engineers), Sistema de clasificación de las brocas de cortadores fijos de la IADC (IADC Fixed Cutter Bit Classification System), Brandon et al, Conferencia Anual de Perforación de la IADC / SPE, New Orleans, Marzo de 1987, Documento de la SPE # 16142. Referencia 4: Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (International Association of Drilling Contractors) / Sociedad de Ingenieros Petroleros (Society of Petroleum Engineers), Aplicación del nuevo sistema de clasificación y evaluación de desgaste para brocas de cortadores fijos de la IADC (Application of the New IADC Dull Grading System forFixed Cutter Bits) , D.A. Clark, et al, Conferencia Anual de Perforación de la IADC / SPE, New Orleans, Marzo de 1987, Documento de la SPE # 16145.

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