Una broca no es mas que un componente de un sistema de perforación grande y complejo, para Wiley Long, campeón de producto en Smith bits, “la cantidad de dinero gastado en brocas puede ser menor al 1% del costo total del pozo”. Ya que el desempeño de la broca de perforación es importante en el rendimiento de la perforación, los operadores están busca de nuevas brocas que perforen de manera más eficiente y puede mejorar la rata de penetración, aparte de proporcionar proporcionar un mejor control de las herramientas desde la superficie. En base a esas necesidades, las empresas de servicios han optado por desarrollar nuevos modelos de brocas de perforación, de tal manera que puedan satisfacer las necesidades de los operadores y se pueda realizar la perforación de una manera eficiente. Siempre que sea posible, los operadores tratan de perforar una sección con una sola broca, para Campbell, Global Business Development Manager at Halliburton, Halliburton, “estamos viendo que necesitamos mas fuerza de material y b rocas más durables”. durables”. En el pasado, aumentar la rata de perforación (ROP), implicaba una disminución de la durabilidad, lo que ahora ya no ocurre, ya que el desarrollo de nuevas tecnologías ha permitido que se pueda aumentar la ROP y la durabilidad de los cortadores, ya que estos se mantienen más afilados durante más tiempo. Mientras mas rápido perfore la broca, mas cortes producirá en tu tiempo de operación determinado, si estos cortes se acumulan pueden disminuir la ROP, y de la misma manera producirá friccion en la broca, lo que ocasiona un aumento de temperatura en la broca y en los cortadores, lo que puede causar degradación del diamante y dañar la cuchilla, Chris Casad, gerente de proyectos de innovación de Ulterra dice “tener temperaturas mas bajas reduce el daño, lo que significa tener cortadores afilados durante mas tiempo, lo que nos mantiene trabajando a un alto nivel durante toda la duración del pozo”. En marzo Ulterra lanzo “SplitBlade”, la cual es una broca PDC con una colocación optima de las boquillas y los canales, lo que se determino por el uso del CFD (dinámica de fluidos computacional), la ubicación de las cuchillas permite un agarre mejor en la formación y un mejor control direccional, el diseño de la broca permite tener limpio tanto el cono, como el hombro de la broca debido al diseño que permite la remover cortes y lodo, esto permite un mejor control direccional ya que el cono esta limpio, mientras que mantener el hombro limpio permite que la broca perfore más rápido. La ubicación de los canales y nozzles, junto con la orientación de los nozzles, se determinaron a través de CFD y se conceptualizo con la hidráulica, Uterra utilizo simulaciones por computadora para diferentes tipos de nozzles, ubicación y orientación, para determinar la via mas eficiente por la que los cortes puedan evacuar. Los mecanismos de vibración pueden acortar la vida de la broca, además de dañar los componentes del BHA, Mark Freeman, director de tecnología y ensamblaje global de BH dice que “cuanto mas suave se perfore, perfore , menos vibraciones se genera, menos desgaste del motor y BHA habrá”. BH lanzo Kymera, para extender la vida tanto del BHA como de la broca y reducir las vibraciones, Los bits Kymera incluyen cortadores fijos PDC, así como conos de rodillo. Los cortadores fijos cortan la formación pero pueden ser propensos a la vibración debido a cambios en el torque que pueden ocurrir en las formaciones intercaladas. "Cuando agregamos esos elementos rodantes al bastidor, ayuda a suavizar la respuesta de
torsión a medida que cambia entre los diferentes tipos de formaciones". Se ha demostrado que las brocas Kymera reducen la vibración torsional entre un 50% y un 60%, dependiendo de la formación, de acuerdo con BHGE. "Tener ese inserto filoso ayuda a fracturar la formación de manera más efectiva. A medida que el cono está girando y las inserciones de carburo de tungsteno se engranan con la roca, está golpeando la roca y abriéndola ", dijo el Sr. Freeman. BHGE también le ha dado a Mach 4 bits entre cuatro y seis blades, dependiendo de la aplicación, que es un aumento con respecto a las dos o tres hojas que tenían las iteraciones previas del bit Kymera. Esto aumenta el volumen de diamante en la broca "para que pueda perforar intervalos más largos con menos astillado o rompimiento de los cortadores", dijo Mr Freeman. Hasta la fecha, el Mach 4 bit se ha desplegado en más de 120 carreras en regiones como el Mar del Norte, Medio Oriente, territorio de los EE. UU. Y el Golfo de México de EE. UU. En una aplicación en el Mar del Norte en el 3T de 2017, la broca fue utilizada para perforar un 16-in. sección con una tangente de inclinación de 70 °. La base de la sección estaba muy intercalada con areniscas duras y largueros de carbón, lo que puede causar altos niveles de vibración y limitar la ROP. La degradación térmica y el daño por impacto son dos modos comunes de bit y daño del cortador, por lo que NOV diseñó sus cortadores ION para resistir esos dos elementos específicamente. Los cortadores ION, con una geometría 3D, se lanzaron a mediados de 2017. Se llevaron a cabo extensas pruebas de laboratorio, incluidas pruebas térmicas, de abrasión, de impacto y de tenacidad, para desarrollar una nueva gama de grados de diamante específicos de la aplicación que son menos vulnerables al desgaste y al daño por calor, dijo Roberts. La empresa también aumentó la resistencia de los diamantes en los cortadores de ION aplicando más presión al diamante durante la fabricación, haciéndolo más denso y resistente. Normalmente, los bits de PDC comienzan a descomponerse a temperaturas superiores a 700 ° C, señaló, pero los cortadores de ION pueden tolerar temperaturas de hasta 1.100 ° C. A principios de 2018, se usó un poco de NOV con cortadores ION 3D para perforar un lateral de dos millas en un pozo en el Medio Continente estadounidense. La broca perforó 10,028 pies en 66,31 horas, con una ROP promedio de 151 pies / hora. El 4D aumentó el ROP de un promedio de 139 pies / hora a un promedio de 160 pies / hora, dijo Roberts. Se espera que las pruebas de campo para el cortador 4D continúen hasta por lo menos la primera mitad de este año.
Bibliografía Ainsworth, K. (12 de Marzo de 2018). Drilling Contractor . Recuperado el 1 de Junio de 2018, de http://www.drillingcontractor.org/drill-bit-innovations-target-major-barriers-to-ropdurability-45969
