PARÁMETROS DE PERFORACIÓN
OBJETIVO Familiarizarnos Prevenir Saber
con los parámetros de perforación.
errores operacionales-Tiempos operacionales-Tiempos MUERTOS .
interpretar los indicadores de perforación que brinda la máquina.
Aumentar
la producción de metros perforados.
¿QUE NECESITA LA BROCA PARA PERFORAR?
%ditivo para la limpie&a del po&o • El agua bombeada por la tubería, transportara
los detritos fuera del área de corte, para que la broca pueda seguir cortando “nueva roca” “no remoliendo”. • Si el ujo de agua es insuciente , la broca remolerá los detritos a perforados desgastándola prematuramente. prematuramente. • Si el ujo de agua es e!agerado, el agua lavara la muestra suelta, reduciendo la recuperaci"n. #ambi$n #ambi$n puede incrementar incrementar el torque necesario para perforar al generar una “contrapresi"n”.
%ditivo para el enfriamiento 'uando la broca esta cortando la roca, una gran cantidad de calor es generada. Si la temperatura en la broca es mu alta (
)a matri& se puede remover remover rápidamente, reduciendo la vida de la broca. )a broca se puede pulir, reduciendo su *abilidad para cortar )a matri& se puede endurecer, endurecer, reduciendo su rango de penetraci"n +na broca quemada, rara ve& es recuperada siempre se arruina.
'uanto aditivo2 El volumen de uido debe aumentar en la misma medida que aumenta la velocidad de penetraci"n. )a velocidad del uido su capacidad de transporte depende de la viscosidad del mismo. eneralmente los detritos deben tener una velocidad ascendente de -/ cm 0 seg.1. +n volumen de uido demasiado alto puede causar el levante *idráulico de la sarta de perforaci"n que afecte seriamente la carga real sobre la broca -bit1 en consecuencia el resultado de la perforaci"n. Si el ujo de uido es demasiado bajo, la broca puede desgastarse en forma prematura prematura debido a la acci"n
'uanta aditivo2 • En el siguiente cuadro se muestra, dependiendo
del área de corte , la cantidad de agua requerida. • )as presiones varían dependiendo de las condiciones de la perforaci"n.
3 40) 5 67879 )0min -:78;< gpm1 = 40) 5 <78>6 )0min -:/8:; gpm1 ? 40) 5
Perforación de testigos Calculo del ujo necesario Q=AxV Q = caudal (cm3/s) A = rea del es!acio anular (cm") #rea del ori$cio de !erforación menos rea de la %arra de !erforación ( & ' d) V = velocidad del uido (cm/s) V = velocidad recomendada = cm/s *jem!lo + &imetro , = -. mm = -. cm #rea = /0xdxd #rea ,Q = -. x -. x 1-2 = 030 cm" , %arra de !erf1 = - mm = - cm #rea %arra ,Q = - x - x 1-2 = 3210. cm" A = 030 ' 3210. = .22 cm" Q = .22 x = 300 cm3/s = " l/min
Perforación de testigos 4ango recomendado
Belocidad de rotaci"n • En general, la velocidad de rotaci"n debe ser ( @aja
para formaciones suaves. Aoderada a alta para formaciones medias. Aoderada en formaciones formaciones duras. • Si la rotaci"n es mu alta o baja , la broca puede pulirse.
Belocidad de rotaci"n • )a velocidad de rotaci"n varia dependiendo del
diámetro de la broca. Esto es para mantener siempre una constante “velocidad en la supercie de corte” % medida que el diámetro de la broca se incrementa, la rotaci"n requerida para mantener la misma velocidad en la supercie, se reduce. 3C 5 7// 8 // rpm ?C 5 :>// 8 6// rpm @C 5 :6// 8 7// rpm • )as condiciones del suelo dictan la velocidad de rotaci"n.
3eso sobre la broca • +n peso constante sobre la broca es necesario
para mantener una buena productividad ma!imi&ar la vida Dtil de la broca. • E!isten dos componentes en el calculo del peso sobre la corona ( )a fuer&a de avance el peso de la tubería. Es importante recordar que la fuer&a generada por la perforadora, no es igual al peso sobre la broca.
3eso sobre la broca
En general( • 3ara formaciones suaves, use bajo peso sobre la broca • En formaciones medias, use moderado peso sobre la broca • En formaciones duras, use maor peso sobre sobre la broca VOLUMEN DE
AREA DE CO CORTE
PESO SO SOBRE LA LA BROCA
FLUIDO/MIN
BIT
SIZE
RPM
RPP
IN2
CM2
LBS
KN
US GAL
Litres
PQ
300-00
!00-!"0
#$"%!
6%$3&
"000-%0000
!"$'"-''$00
%$0 - !3$0
6$0-&$0
(Q
'00-%!00
!00-!"0
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'0$%
'000-000
%&$&"-3"$00
%0$0-%!$0
3$0-'6$0
)Q
600-%'00
!00-!"0
'$!%'
!&$%#
3000-6000
%3$!"-!6$00
$0 - %0$0
30$0-3$0
*Q
00-%600
!00-!"0
!$&63
%&$6
!000-"000
$#-!!$!"
6$0-$0
!3$0-30$0
3eso sobre la broca • % maor profundidad, la fuer&a requerida de la
perforadora es menor, debido al aporte del peso de la sarta de perforaci"n. -3ull @ac1 • En todo momento, un peso constante sobre la broca - fuer&a F peso de la sarta de perforaci"n 1 debe ser mantenido para asegurar una buena productividad. productividad. (*s im!ortante mencionar 5, o l%f son unidades de 6uer7a no de !eso) 5, + 6uer7a 8ue al ser a!licada a una masa de 5g le im!arte una aceleración en su misma dirección 9 sentido igual a m/s"
'alculo del peso sobre la broca • 3eso requerido 5 ;< ? -/// lbs1
% ;//m, los tubos ?C pesan :.< ?. -: tubo ?C pesa ;< g 0 < metros1 metros1 ;<8:.< 5 9.9 ? , fuer&a requerida del equipo de perforaci"n. “3ull doGn d oGn” ”
• 3ero a medida que se profundi&a la situaci"n
cambia(
% :,;//m los tubos ?C pesan H; ? ;<8H; 5 86H ?. 3or lo que la perforadora perforadora tendrá tendrá que sostener “*old bac” parte de la fuer&a “peso” de la sarta para no daIar la broca.
• 3or
lo tanto es importante revisar las recomendaciones del fabricante para determinar la fuer&a de avance equipar la
)ectura del peso sobre la broca 'S//;
Pull down
Hold bac
)ectura del peso sobre la broca 'S//; Hold bac
)ectura del peso sobre la broca '#;/ Pull +o,n
(ol *ac
!inamómetro " mide la fuerza en lbf # $% &
Sistema de avance de la 'S//; 'uando el operador (a a iniciar la operación de perforación "todo esto es despu)s de *aber alcanzado las re(oluciones en el cabezal de perforación&+ )ste cierra toda la (ál(ula de estran,ulamiento (ol *ac$ ver en la 1i2ura la vlvula )4 %& + con esto el pistón de a(ance no baará. ue,o acti(a la palanca del a(ance fino para perforación Pull o,n )4 %6+ # tambi)n acti(a la (ál(ula de control del Pull +o,n )4 !+ esto es para dar presión sobre la broca. ue,o de dar una presión de a(ance con la (ál(ula de Pull +o,n )4 !+ el operador abrirá lentamente la (ál(ula de estran,ulamiento "(ol *ac )4 %& + con esto el pistón de a(ance comenzará a baa lentamente con una presión controlada sobre la broca. As/ mismo l (elocidad de a(ance fino estará condicionada a la l a apertura en ma#or o menor ,rado de la (ál(ula de estran,ulamiento (ol *ac$ )4 %&. 0a#or apertura+ ma#or será la (elocidad de a(ance # (ice(ersa+ "o5o+ ma#or (elocidad # no ma#or fuerza&+ la fuerza de a(ance se controla con la (ál(ula de control del Pull +o,n )4 !.
Sistema de avance de la 'S:/ 'S:>
'uando el operador (a a iniciar la operación+ "todo esto es despu)s de *aber alcanzado las re(oluciones en el cabezal de perforación&+ en primer lu,ar debe acti(ar la palanca de a(ance fino )4 337+ con esto el pistón de a(ance comenzará a baar #a que el peso de la tuber/a lo alará *acia abao+ en este mom ento el operador comenzará a cerrar la (ál(ula re,uladora de presión para el (ol *ac )4 338+ sólo *asta cuando el operador (ea que las tuber/as se deten,an "esto quiere decir que )l *a contrapesado el peso de las tuber/as con la (ál(ula para el (ol *ac )4 338+ las cuales estarán en equilibrio+ lue,o el operador acti(ará "re,ulará& la (ál(ula re,uladora de presión para el Pull +o,n )4 33*+ # dará la fuerza necesaria 1uer9a real para la perforación del pozo+ si se necesitase ma#or fuerza # (elocidad sólo tiene que re,ular un poco más la (ál(ula para el Pull +o,n )4 33*. 1na (ez que *a#a contrapesado el peso de las tuber/as con la (ál(ula del (ol *ac )4 338$ sólo tendrá que (ol(er a re,ularla cuando se incremente el peso de tuber/as "apro2imadamente despu)s de 34 a 35 tubos adicionales&+ con el mismo procedimiento+ eso depende del o perador+ lo importante es que las tuber/as est)n e quilibradas. As/ mismo esta re,ulación te ase,urará ase,urará a que siempre ten,as una presión de retención en la parte baa baa del pistón de a(ance # te a#udará como fuerza adicional al momento de le(antar la tuber/a para cortar la muestra o simplemente para ele(ar el pistón cuando el operador presienta que se están atascando las tuber/as. 6sto a mi criterio da un ma#or control al operador+ #a que mientras que en las 'S-7338# 'S-4339 cierras todo el pase de aceite para detener el pistón de a(ance+ "esto ,enera calor por la restricción al paso del aceite&+ en las 'S-83 # 'S-84+ t: re,ulas la presión de contrapeso sólo a una presión necesaria para la retención de las tuber/as. no tienes que cerrar tod a la (ál(ula. 6sto fue "no se si se,uirá siendo&+ una confusión frecuente cuando operadores de las 'S-7338 comenzaron a operar las 'S-83. ;nclusi(e en los ,ráficos de los dia,ramas te darás cuenta que las (ál(ulas para el Hold
no re,ulas presión sólo estran,ulas el paso del aceite+ esa es una ,ran diferencia??.
Estabilidad de la sarta de perforaci"n En todos los parámetros recomendados de operaci"n, es importante seleccionar una combinaci"n de J3A peso sobre la broca que minimice o preferiblemente preferiblemente elimine elimine la la vibraci"n de la sarta de perforaci"n. )os factores factores que contribuen a la vibraci"n son( K Aal alineamiento de la sarta con relaci"n al *oo. K Mperaci"n dentro de rangos críticos de la sarta de perforaci"n -vida Dtil1. K 'arga sobre la corona o velocidad de rotaci"n e!cesiva.
'orrecto posicionamiento del tubo interior
Tu;o interior
7ore Li1ter 7ase *roca
El core li1ter case e;e estar colocao e tal manera
%$" to !$" mm
@rec*a del tubo interno Entre el la funda del porta resorte el borde de la broca Jecomendaciones generales :. Joca compet competent ente( e( @rec* @rec*a a totalmente abierta para un buen drenaje para evitar baja de presi"n innecesaria. ;. Qormac ormaci"n i"n no consol consolida idada( da( @rec*a lo más pequeIa posible para evitar la erosi"n del testigo para impedir que partículas pequeIas entren en el espacio anular entre el tubo e!terior el tubo interior.
)a escala de Ao*s Ao*s, estudi" química, matemática física. Empe&" a clasi$car los minerales por sus característica físicas, en ve& de por su composici"n química, como se *abía *ec*o antes. 're" la escala de dure7a que todav:a se utili7a c"mo la escala de Ao*s de dure&a de los minerales. )a escala va desde ;asta . El diamante se encuentra en lo más alto de la escala, con una dure&a de :/, El talco es el ms %lando, con una dure&a de :. 3uedes utili&ar los minerales de los que conoces su dure&a para determinar la dure7a de cualquier otro mineral. +n mineral de una cierta dure&a rallar a otro mineral de dure&a inferior. =rieric> Mo>s %&&3-%3#
3or ejemplo con la uIa de tu dedo-;1 puedes rallar un mineral de talco-:1 o con un vidrio roto-1 puedes rallar un mineral de calcita-<1 o uorita->1. 3ara aplicar la escala de dure&a, intenta rallar la supercie de una muestra del mineral desconocido con una muestra de un mineral de dure&a conocida que se encuentra en la escala -estas son muestras conocidas1. Si la muestra desconocida no se puede rallar con un tro&o de calcita-<1 pero si que se puede rallar con un tro&o de uorita->1, entonces su dure7a esta entre < >. +n ejemplo de minerales con una dure&a entre < > son barita, celestina cerusita -< a <.1. Se podría utili&ar este test para distinguir entre calcita barita o barita uorita.
@eólo,o0inerólo,o Alemán.
Oure&a de los minerales ES78L8 +E MO(S +URE?8 +E LOS M@)ER8LES +ure9a
Mineral
E
%0
+iamante
#
7orin-An
rubi
Topacio
papel abrasi(o
&
7uar9o
cuc*illo de acero
6
Ortoclasa/=el-espato
cortaplumas
"
8patito
(idrio
'
=luorita
cla(o de *ierro
3
7alcita
moneda de bronce
!
Beso
uBa del dedo
%
Talco
pol(os de talco
Selecci"n de brocas impregnadas E8LU87@C) Para realizar una selección inicial+ utilice el si,uiente criterio
88
+ure9a el mineral
USE Series baas Alta durezaC
USE Series altas
9
TamaDo e rano el mineral
7
@rano ,randeC
=ormaciAn FracturadaC
USE
USE
Series baas
Series baas @rano finoC
'ompetenteC
4
Potencia el E
USE Series altas Alta potenciaC
USE
USE
USE
Series altas
Series altas
Series baas
Perfore
'on la broca ele,ida Mia la (elocidad # la duración de la broca
Auste Dealice los austes para la pró2ima broca a usar
Evaluaci"n de brocas
7anaian +iamon +rillin2 8ssociation
Erosi"n normal Oesgaste ideal )a broca se siente alada con solo tocarla. @uenas colas de cometa. El desgaste es uniforme El diámetro diámetro interior el diámetro e!terior se mantienen intactos
Oesgastes comunes Oesgaste frontal c"ncavo *acia adentro Causas
%. )as rpm son mu bajas para el rango de penetraci"n. @. E!cesivo peso sobre la corona esta siendo aplicado para el rango de penetraci"n e!istente. '. Esta moliendo el testigo o moliendo un core perdido.
Oesgastes comunes Oesgaste frontal conve!o Causas A1 Nnsuciente uido. 1 3erdida de uido por las juntas de los tubos
C1 El lodo pesado se queda dando vueltas en el fondo del po&o - turbulencia 1
Oesgastes comunes 3erdida del diámetro interior Causas A1 3erdida de uido 1 Je perforando un taladro de menor diámetro -rimando1.
C1 Bibraciones.
Oesgastes comunes E!cesiva erosi"n de la matri& (Alta ex!osición ex!osición de diamantes' Prematura !erdida !erdida de diamantes diamantes
Causas
%. )a matr matri& i& es mu mu sua suave ve para para la formaci"n perforada. @. )a mat matri ri& & suel suelta ta el el diam diaman ante te antes de ser desgastado totalmente, resultando en una sobre e!posici"n de diamantes por consiguiente en una corta vida de la broca.
Oesgastes comunes 'ara pulida (&iamantes !ulidos 9 metal con$nado)
'ausas
A1 Aatri& mu dura para la formaci"n.
1 3arámetros de perforaci"n incorrectos
Oesgastes comunes Bías de agua rajadas
'ausas:
%. E!cesivo peso sobre la corona. @. Se solt" la tubería. '. 'aída libre del tubo interior en un po&o seco. O. @roca aplastado por la grampa de pie.
Oesgastes comunes 3erdida del diámetro interior
'ausas(
%. 3erforando una muestra perdida @. El avance es mu alto '. Qormaci"n fracturada. O. Qluido insuciente.
Oesgastes comunes @roca quemada
'ausas(
%. 3erdida de uido @. E!cesivo peso sobre la corona
