CUADRANTE O JUNTA KELLY También mbién llamad llamada a barra barra conduc conductor tora, a, de ella ella depend depende e toda toda la column columna a de perforación. Su función es transmitir el giro que le proporciona la mesa de rotación al varillaje, permitir su descenso y ascenso, así como conducir por su interior el fluido de perforación que ha de circular por todo el varillaje. En su etremo superior va enroscada la cabe!a giratoria de in yección que a su ve! sirve para para suspen suspender der toda toda la column columna a de perfor perforaci ación. ón. En su etrem etremo o inferior se enrosca la primera varilla de la columna mediante la interposición de un acoplo que es el que sufre el desgaste de todas las maniobras de roscado cada ve! que se a"ade o quita una nueva varilla a la columna, impidiendo el deterioro de la propia barra #elly. $a barra #elly pasa por el alojamiento que con este fin tiene la corona de la mesa de rotación, por el cual se desli!a al hacer las maniobras de descenso o etracción de la columna de perforación. $a sección de la barra conductora o #elly puede ser heagonal, cuadrada o circular con dos o m%s cheveteros semicirculares. $a longitud debe ser algo superior a la correspondiente a las varillas que se empleen. Figura 3.9: Junta Kelly
&uente' $ibro de perforación, (dabol )
Figura 3.10: Etru!tura "e la Junta Kelly
&uente' $ibro de perforación (dabol * FUNC#ONE$ DEL CUADRANTE Tiene tres funciones especiales que son' ).+ Suspender la columna de perforación. *.+ hacer que la columna gire. .+ conducir el fluido de perforación dentro de la columna.
$os cuadrantes pueden medir de - a / pies 0)),*1 a )2 ,/2mt3, 0)*,*1mt3 es el tama"o normal.
&recuentemente se coloca dos v%lvulas de seguridad en cada etremo del cuadrante, la primera en el etremo superior del cuadrante se lo denomina v%lvula de seguridad superior del cuadrante, la otra se coloca en el etremo inferior y se lo denomina v%lvula de seguridad inferior del cuadrante. (na o ambas v%lvulas pueden cerrarse para impedir que la presión ascendente proveniente del interior de la bomba maestra penetre al cuadrante a la manguera del lodo.
4urante la perforación las roscas de la espiga 0macho3 sufren un desgaste considerable, para evitar este desgaste se debe emplear un sustituto del cuadrante. $U$T#TUTO DEL CUADRANTE Es una sección corta de tubería con un macho 0espiga3 y una hembra 0caja3 cuyos etremos tienen roscas. Este tramo corto de tuberías se agrega al etremo inferior del cuadrante y la tubería de perforación se enrosca al sustituto en lugar que al cuadrante.
Figura 3.11: A!%&le "e Tu'ulare
&uente' $ibro de perforación, (dabol TU(ER#A DE )ERFORAC#ON Figura 3.1*: Tu'er+a "e )er,%ra!i-n
&uente' SoloStoc5s $a tubería de perforación es un tubo de acero o aleaciones de aluminio sado para transmitir energía rotaria y los fluidos de perforación a la barrena o trepano situada en el fondo del po!o. Este es el componente principal, en términos de longitud de la sarta de perforación. 6ada junta de tubería 0llamada también 7tubo8, 7largo8, 7sencillo8, etcétera3 de perforación, hecha en acero, com9nmente tiene una longitud de : a )) metros, con una caja de coneión 0Tool ;oint3, macho o hembra, la cual est% soldada en cada etremo de tal forma que se puedan enroscar entre sí una tras otra. El hombro alrededor de cada caja de coneión tiene un di%metro mayor pues así se ha dispuesto para dar mayor resistencia a las coneiones. 0>), p%g. :3 $a tubería de perforación se consigue en varios di%metros 0=43 aunque el m%s utili!ado es el de ? 0)*- mm3. El di%metro interior de la tubería de perforación 0@nside 4iameter3 0@43 varía de acuerdo al peso por unidad de longitud de cada tipo de tubo, entre mayor sea el peso, menor ser% su di%metro interior. 0>), pag. :3 6om9nmente, el peso de la tubería de ? m%s utili!ada es de ):. lbsApie o *:.) 5gAm' Esto resulta
=4 B ? B )*- mm
@4 B /.*1? B )>1.- mm También puede conseguirse tubería de perforación en diferentes grados de acero, lo cual se obtienen diferentes grados de resistencia, donde 748 es la m%s débil y 7S8 la m%s resistente. 0>), p%g. :3 $a tubería con pared m%s gruesa es llamada com9nmente 7heavy Ceight drill pipe8 o tubería de peso pesado. D esta clase de tubería m%s pesada se le sit9a normalmente directamente encima de los 4rillcollars en la sarta de perforación para obtener mayor peso y estabilidad. Dl igual que la tubería 7standard8 los heavy Ceight drill pipe 0F4<3 se consiguen en diferentes di%metros e @4 0inside diameter3 di%metro interior variable seg9n su peso por unidad de longitud. $os heavy Ceight drill pipe se diferencian eteriormente porque tiene las cajas de coneión 0Tool ;oints3 m%s largas que la tubería normal. 0>), p%g. :3 6om9nmente, el heavy Ceight drill pipe de ? m%s utili!ado es de /:. lbsApie o -. 5gAm' Esto resulta
=4 B ? B )*- mm @4 B ? B -2.* mm
Gótese que el heavy Ceight drill pipe tiene el mismo di%metro eterior 0=43 que el tubo est%ndar, y el mismo di%metro interior 0@43 que los drillcollars. 0>), p%g. :3
TU(ER#A DE TRAN$#C#ON Tiene diferentes usos en función del tipo de po!o a perforar'
o
)%% /erti!ale: como !ona de transición entre la tubería de
)%% %ri%ntale: se usa en la sección curva y en la sección
o
hori!ontal.
)%% "ire!!i%nale: se usa en lugar de los portamechas para proveer
o
el peso necesario sobre la mecha.
$as características de la tubería de transición son' •
H%s pesada que la tubería de perforación normal.
•
•
H%s resistentes al pandeo.
•
(niones m%s largas para la remanufactura de las pie!as.
$a tubería de transición 4irectional+Ceight est% dise"ada para mejorar las características de la heavy Ceight, entre otras' •
Hejorar la limpie!a del po!o. Hinimi!ar la posibilidad de atascamientos diferenciales
DR#LLCOLLAR$ COLLARE$2 (OTELLA$ O )ORTAEC4A$5
$os 4rillcollars son tubos de pared gruesa, rígidos y de alto peso que son la parte m%s importante del ensamblaje de fondo 0Iottom ole Dssembly3 0ID3, posicionados entre la tubería de perforación y la broca. $a mayoría de los porta mechas regulares son redondos y tienen aproimadamente > pies 0: metros3. 6umplen varias funciones importantes'
•
•
compresión.
•
siempre se mantenga en tensión para evitar que se tuer!a.
•
mantenga.
•
puedan ser perforados.
En forma similar a la tubería de perforación los drillcollars se consiguen en varios di%metros eteriores 0=43 con el di%metro interior 0@43 variando seg9n el peso por unidad de longitud. 0>), p%g. />3
Gormalmente el @4 es similar al de los eavy Ceight 4rill
&uente' El Jincón
El peso aplicado a la broca debe provenir 9nicamente de los drillcollars, si el peso aplicado a la broca ecede el peso total de los drillcollars, el peso etra provendr% de la tubería, la cual estaría en compresión, siendo susceptible de torceduras y a que se !afara la rosca. 0>), p%g. />3 El peso de los drillcollars actuando directamente sobre la broca tiene dos consecuencias principales' •
$a tendencia de la sarta de colgar verticalmente debido al peso y la gravedad. Entre m%s pesados sean los drilcollars, menos probable es que el po!o se desvíe de la vertical.
•
El peso aplicado a la broca la har% estabili!ar, haciendo que el po!o mantenga su dirección constantemente. Esta estabili!ación de la broca también permitir% una distribución m%s pareja de la carga sobre la estructura cortante de la broca. Esto evita que la broca se aleje de la posición central, garanti!ando un po!o derecho, de di%metro correcto, desgaste parejo de la broca y mayores ratas de penetración.
Hantener el po!o en la dirección correcta se logra no sólo por el peso y la rigide! de los drillcollars en la base de la sarta de perforación, sino con que el di%metro eterior =4 de los drillcollars sea apenas menor que el di%metro de la broca empleada, o al di%metro del po!o. Esto se conoce como sarta 7empacada8. 0>), p%g. />3 El inconveniente asociado a este tipo de dise"o de sarta de fondo 0Iottom ole assembly3 0ID3 es que es muy susceptible de sufrir por pega diferencial, donde la tubería se pega en la torta que cubre las paredes del po!o. Este riesgo se minimi!a mediante la utili!ación de drillcollars con diferentes dise"os de sección, o de surcos en la superficie con el fin de reducir el %rea de contacto que pueda haber entre los drillcollars y la pared del po!o. Dsí los drillcollars pueden ser redondos, de sección cuadrada o elíptica, con surcos espirales, etcétera. 0>), p%g. />3
Figura 3.16: Latra'arrena Re"%n"a Drill!%llar5
&uente' $ibro de perforación, (dabol /
Figura 3.17: Al8a!n "e Latra'arrena Drill!%llar5
&uente' $ibro de perforación, (dabol
$os
tipos
redondas,
de
portamechas son
sin
embargo también
pueden ser cuadrados y en forma de espiral. $as cuales son'
•
)ORTAEC4A$ #NTERALE$ O E$TANDAR Son barras maci!as y redondas, lisas de aleación de acero con cromo molibdeno. Estos portamechas tienen la superficie eterior cilíndrica lisa y son endere!ado, alineando en todas sus longitudK de hacer con normas D<@.
$os portamechas tienen una longitud de >, ), *, pies seg9n sea su =4, con un rango de tolerancia de m%s o menos de 2 pulg. Estos portamechas son usados en todo lugar aun en formaciones suaves.
•
)ORTAEC4A$ EL#CO#DALE$ O E$)#RALE$ $os portamechas helicoidales o acanalados en espirales, son empleados principal mente en po!o para di%metro mediano o peque"o, son comunes en las perforaciones profundas y en direccional para prevenir la pegadura diferencial en el po!o donde se facilitan el paso para que el fluido de perforación salga y alivie la presión diferencial.
$a acanaladuras en espiral proporcionan mejor la circulación del fluido de perforación reduciendo las posibilidades de aprisionamiento por presión diferencial y el contacto de la pared del po!o permitiendo así compensar o equilibrar la presión hidrost%tica l rededor del portamecha. El piso de un porta mecha helicoidal es de :L que de un liso pero su longitud es similar los integrales.
•
)ORTAEC4A$ CUADRADO$ (n porta mecha cuadrado es una barra cuadrada con esquina cuadradas, el portamecha proporciona mayor rigide! a los conjunto de la sarta de perforación y da paso a la circulación entre sus lados liso y la pared del po!o.
Estas clases de portamechas son comunes en formaciones duras o de gran bu!amiento que permite aplicar m%s peso sobre el trepano. (n portamecha cuadrado
es menos efectivo
cuando
es usado en
formaciones blandas, porque no soportan lo suficiente para evitar una desviación. 6uando el %ngulo total debe ser reducido el portamecha cuadrado debe ser retirado de la sarta y es arregla de péndulo debe ser usado con portamechas y estabili!adores.
4ERRA#ENTA$ E$)EC#ALE$ Son aquellas herramientas y equipos que se colocan en la sarta de perforación con alg9n fin específico. Entre estas herramientas especiales se tienen los siguientes componentes'
1. E$TA(#L#;ADORE$ Estos son unos tramos cortos de tubería, posicionados entre los drillcollars con el fin de mantenerlos centrados dentro del hueco, mantener el po!o derecho y por medio de la acción de corte mantener el di%metro correcto en las paredes del po!o. El di%metro completo del po!o se consigue con unas 76uchillas8 montadas en el cuerpo del estabili!ador, las cuales pueden estar hechas de
aluminio o caucho maci!o, o m%s com9nmente, de acero con insertos de carburo de tungsteno dispuestos en la caras cortantes. $os estabili!adores se pueden clasificar como de cuchillas rotantes o no rotantes, o como de cuchillas espirales o rectas. 0>), p%g. /*3
Figura 3.1<: Eta'ilia"%r en E&iral
&uente' El Jincón
Ma colocado encima de la boca de perforación y tiene la misión de hacer que el trícono gire correctamente seg9n el eje del barreno e impida que se produ!ca una oscilación y pandeo del varillaje de perforación. 0Hanual de perforación y voladura de rocas, )::/, <%g. -:3 $as ventajas derivadas de su utili!ación son las siguientes' •
Henores desviaciones de los barrenas, sobre todo cuando se perfora
•
inclinado. Hayor duración del trícono y aumento de la velocidad de penetración,
•
debido a un mejor aprovechamiento del empuje. Henor desgaste de los faldones, de la hilera periférica de insertos y de
•
los cojinetes. Hayor estabilidad de las paredes del barreno, debido a que las barras de
•
perforación no sufren pandeo. Hejora de la carga de eplosivo.
El estabili!ador debe tener un di%metro próimo al del barreno, normalmente )A1? 0mm3 m%s peque"o que el trícono. 0Hanual de perforación y voladura de rocas, )::/, <%g. -:3 Eisten dos tipos de estabili!adores, de aletas y de rodillos. •
$os estabili!adores de aletasK son de menor coste, pero requieren un crecido de material antidesgaste, originan una disminución del par de rotación disponible y una mala estabili!ación en terrenos muy duros después de perforar los primeros barrenos. 0Hanual de perforación y voladura de rocas, )::/, <%g. -:3
•
$os estabili!adores de rodillos con insertos de carburo de tungstenoK requieren un menor par de rotación, tienen un mayor coste y son m%s eficientes que los de aletas. 0Hanual de perforación y voladura de rocas, )::/, <%g. -:3
Figura 3.1=: Eta'ilia"%r "e R%"ill%
&uente' Jincón del
