TREPANOS PDC
1. Introducción. Las barrenas PDC (diamantes policristalinos compactados) pertenecen al conjunto de barrenas de diamante con cuerpos sólidos y cortadores fijos y, al igual que las barrenas TSP (de diamante térmicamente estable), utilizan diamante sintético. Su diseño de cortadores está hecho con diamante sintético en forma de pastillas (compacto de diamante), montadas en el cuerpo de los cortadores de la barrena de diamante natural y las TSP, su diseño hidráulico se realiza con sistema de toberas para lodo, al igual que las barrenas tricónicas. Hoy en dial as barrenas de PDC representan una gran mayoría dentro de las barrenas de cortadores fijos.
2. Antecedentes. 3. Objetivos.
4. Aplicaciones de las barrenas de cortadores fijos (PDC) y características de diseño. Las barrenas PDC son altamente adecuadas para formaciones blandas hasta medias-duras, generalmente no-abrasivas, de composición homogénea. Mejoras en la tecnología y en el diseño han extendido el rango de formaciones que pueden ser perforadas con barrenas PDC. Conglomerados, Rocas Cuarzosa y consideradas, no perforables con PDC.
Rocas
Volcánicas,
son
usualmente
Las barrenas TSP y de diamantes naturales son efectivas en formaciones más duras (medias a duras) y más abrasivas que las barrenas PDC, pero no son tan efectivas en formaciones más blandas. Debido a su mecanismo cortante, la fuerza cortante (desgarrado), opuestamente a la acción de aplastamiento / excavación producida por barrenas de conos, las barrenas PDC requieren considerablemente menos WOB.
Las barrenas de cortadores fijos son conocidas por un mejor desempeño en lodos con base aceite que en lodos con base agua, en donde las barrenas de conos, se afectan menos. Cuando los parámetros de perforación son optimizados para una formación dada, se puede esperar una considerable mejora en el ROP, cuando se compara con barrenas de conos convencionales. Sin embargo, estas barrenas son mucho más caras que los diseños convencionales de barrenas de conos. Por estas razones se debe llevar a cabo una evaluación económica general. Las barrenas de cortadores fijos también son una buena opción para las siguientes aplicaciones: 4.1 Altas velocidades de rotación. Muchas veces asociadas con el motor, pero particularmente con turbinas debido a su incapacidad de los sellos de los cojinetes de las barrenas tricónicas a tolerar altas velocidades rotarias. Las barrenas de cortadores fijos también conllevan menos riesgo de dejar deshechos en el agujero. Las barrenas de cortadores fijos diseñadas específicamente para aplicaciones con turbinas, son construidas con un perfil prolongado, generalmente parabólico con un ahusado más largo y una nariz cerca del eje de la barrena. Esto permite el incremento de redundancia de cortadores en áreas de alto desgaste. 4.2 Perforación de agujeros estrechos o de diámetro reducido (Slim Holes). Las barrenas de cortadores fijos perforan más eficientemente que las barrenas de conos, con poco peso en barrena. Por esta razón las barrenas PDC y de diamantes naturales son muchas veces preferidas para perforación con tubería flexible, en donde la transferencia de peso a la cara de la barrena, es limitada. 4.3 Perforación direccional y horizontal. Cuando se requiere de peso reducido en la barrena, para propósitos de perforación direccional, las barrenas PDC pueden, una vez más, ser más efectivas que los diseños de barrenas de conos. Sin embargo, en ciertas formaciones, las barrenas PDC podrían producir demasiada torsión cuando la navegación está envuelta. En este caso, las barrenas de tres conos podrían ser la opción preferente. Cuando se selección una barrena de perforación PDC para una aplicación direccional, las siguientes características de diseño, deberán ser consideradas: Tamaño del cortador. Cortadores de PDC de menor diámetro, producen menos torsión reactiva que, digamos, cortadores de 19mm y de esta manera ayudan a la estabilidad. En general los cortadores de 13mm de diámetro y menores, son la opción preferente. El uso de características reductoras de torsión, es de particular importancia cuando las barrenas se corren junto con un motor de lodos, el cual se podría ahogar en caso de que la barrena produjera demasiados recortes.
Orientación del Cortador Altos grados de inclinación hacia atrás en los cortadores PDC, hacen el diseño de barrenas menos agresivo y por lo tanto ayudan a mantener el control de la cara de la herramienta. Perfil de la Barrena. Un perfil de cara plana, incorporando un cono relativamente poco profundo con un quiebre afilado desde la nariz del codo de la barrena, reduce la carga en puntos de cortadores individuales, al permitir mejor distribución de WOB. Esto también reduce la torsión y hace a la barrena, más navegable.
- El perfil se emplea para optimizar el rendimiento del trepano. - El objetivo es optimizar la estabilización del trepano y desgaste. Longitud del calibre. La longitud del calibre es muy importante cuando se selecciona una barrena para aplicaciones direccionales. En caso de que mucha navegación sea requerida, entonces una longitud de calibre pequeña de 2.50 pulgadas o menos, proveerá mejor sensibilidad. Sin embargo, si se perforan secciones largas y horizontales, una barrena con una longitud de calibre fuertemente protegida y un poco más larga, podría ser preferida.
Características adicionales de diseño. Cortadores de ampliación hacia delante (o hacia atrás): posicionados en el extremo inferior de la superficie del calibre, proveen acción cortante lateral adicional. 5. Funcionamiento. El mecanismo de corte de las barrenas PDC es por arrastre. Por su diseño hidráulico y el de sus cortadores en forma de pastillas tipo moneda y, además, por sus buenos resultados en la perforación rotatoria, este tipo de barrenas es la más usada en la actualidad para la perforación de pozos petroleros. También representa muchas ventajas económicas por su versatilidad.
Ventajas. • Alta Velocidad de Perforación. • Potencial de Larga Vida. Consideraciones. • Daño por Impacto. • Abrasividad. • Estabilidad. 6. Tecnología del cortador PDC. Térmicamente estable hasta los 700 grados C., el elemento cortante PDC esta unido a un substrato de carburo de tungsteno que se encuentra fijo dentro del cuerpo / aletas de la barrena. En la mayoría de los casos los cortadores PDC se encuentran adjuntos a ya sea el poste angular o los substratos cilíndricos, a pesar de que otro tipo de ensambles, son producidos por los fabricantes. Por ejemplo, uno soporte cilíndrico significa que se puede lograr mayor densidad del cortador,
ya que los cortadores cónicos pueden ser colocados más cerca el uno del otro, en el cuerpo de la barrena.
6.1 Densidad del cortador. Hablando de forma general, mientras más duras y / o más abrasivas sean las formaciones, más alta será la cantidad de cortadores. Sin embargo una cantidad alta de cortadores, hace a la barrena, más costosa (particularmente debido a que los componentes PDC constituyen un alto porcentaje del costo total de la barrena) y, en general, causa que la barrena perfore a una velocidad de perforación más lenta. 6.2 Tamaño del cortador Se encuentra disponible una variedad de tamaños de cortadores PDC desde 8mm a 50mm de diámetro. Los cortadores PDC más grandes, son más agresivos, generan más torsión y son más susceptibles al daño por impacto que las barrenas con cortadores más pequeños, de modo que son más apropiadas para formaciones blandas.
Los cortadores de 8mm han sido utilizados en barrenas para formaciones más duras. Sin embargo, los cortadores más pequeños muchas veces implican una ROP más baja y un WOB más alto. También son útiles en aplicaciones direccionales, ya que el punto de carga reducido que resulta de la distribución del WOB sobre un gran número de cortadores, produce una torsión menor en la cara de la barrena.
Los cortadores de 13mm, son el tamaño industrial estándar, ellos son los más aplicables para formaciones desde media hasta dura, así como roca abrasiva.
Los cortadores de 16mm están muchas veces asociados con formaciones desde media-blanda hasta media-dura.
Los cortadores de 19mm están por lo general asociados con perforaciones rápidas en formaciones desde blandas hasta medias. Ha sido comprobado que los cortadores de gran diámetro, se desempeñan bien en fuerzas compresivas bajas y formaciones altamente elásticas, las cuales tienden a deformarse en vez de fracturarse.
Los cortadores de 24mm y más grandes están asociados con formaciones blandas. El espacio es limitado en la cara de la barrena y el utilizar cortadores grandes, la redundancia del cortador, es limitada. Cuando u cortador falla la barrena podría tener que sacarse del agujero. Adicionalmente, y a medida que los cortadores grandes se desgastan, proveen una gran superficie de contacto, la cual incrementa el calor, causando daños a la capa de diamantes. Desarrollos reciente en la tecnología de barrenas, incluyen la combinación de dos tamaños diferentes de cortadores (por ejemplo 13mm y 16mm), así como también utilizar dos diseños de cortadores, en la misma barrena.
6.3 Distribución del cortador Los cortadores están posicionados a través de la cara de la barrena para así asegurar el uso más eficiente de los elementos PDC y permitir el máximo de vida a la barrena. Para formaciones más duras o más abrasivas, la redundancia del cortador, ha sido optimizada.
6.4 Orientación del cortador. La orientación de un cortador PDC en el cuerpo de la barrena, y por lo tanto, el ángulo en el cual el cortador compromete la formación, tiene un efecto significante sobre el desempeño de la barrena PDC. La orientación de un cortador PDC es definida por sus ángulos de inclinación hacia atrás y hacia los lados, pudiendo ser ambos positivos, negativos o cero.
Inclinación hacia atrás El ángulo desde la vertical del elemento cortante en la PDC, en la forma en que es presentada a la formación. Esto controla la agresividad y vida del cortador.
Se dice que la inclinación hacia atrás es más agresiva cuando el cortador esta posicionado de forma que un peso dado sobre la barrena, resulta en una profundidad de corte mayor. Mientras más pequeña sea la inclinación hacia atrás, más agresivo será el cortador. Debido a esto un cortador con una inclinación hacia atrás de 5 grados, será más agresivo que un cortador con 30 grados. En general, una inclinación hacia atrás más agresiva, hará a la barrena más adecuada para perforar formaciones más suaves a altas velocidades de perforación. En caso de que la inclinación hacia atrás sea demasiado agresiva, entonces la perforación de formaciones más duras podría resultar en la vibración del cortador y el posible comienzo de un giro de barrena. Los cortadores con un mayor ángulo de inclinación hacia atrás, son menos agresivos y por lo tanto más adecuados para perforar formaciones más duras. Estos también generan menos torsión para un peso dado en barrena, permitiendo navegación mejorada en aplicaciones direccionales. En la mayoría de los casos, una barrena PDC será diseñada de manera que los cortadores están ordenados con varios grados de inclinación hacia atrás, radiando desde el más agresivo en el cono de la barrena hasta el menos agresivo en el ODR.
Inclinación Lateral.
Una medida de la oblicuidad del cortador a una linea de 90 grados hacia la dirección de viaje de la barrena. La inclinación lateral puede ser utilizada para direccionar mecánicamente los cortadores, ya sea hacia el cono de la barrena (inclinación lateral negativa) o hacia fuera hacia los espacios de desecho (positivo) para ayudar en la limpieza de la cara de la barrena. Sin embargo y ya que el incremento de la inclinación lateral resulta en la reducción del ancho operativo efectivo de los cortadores, su uso es, de alguna manera, de aplicaciones limitadas. 6.5 Diseño del cortador – General. Desde que las barrenas PDC estuvieron disponibles por primera vez, los fabricantes se han enfocado sobre vías para hacer sus productos más resistentes al impacto y la abrasión. Las siguientes características se encuentran entre aquellas disponibles en los diseños: Bordes biselados. Los bordes biselados alrededor de la circunferencia de los discos de diamante mejoran la resistencia al impacto y, cuando es llevada a los extremos, algunos fabricantes aseveran que reducen la torsión por medio del incremento efectivo de la inclinación hacia atrás, del cortador.
Múltiples capas de ciamantes. Los cortadores “Twin EdgeTM” de las barrenas GeoDiamond, promueven un segundo disco de PDC posicionado dentro del soporte de carburo, detrás del elemento cortante.
Soportes de Impregnados de diamantes. Las barrenas FI PDC de Security DBS, tienen principalmente elementos cortadores PDC, cuyos soportes están compuestos de una seria de discos impregnados de diamantes.
5.6 Geometría del cortador. El disco de diamante PDC, unido al poste del cortador es susceptible a una variedad de formas de fallas. Estas incluyen daños por impacto en forma de dientes astillados o quebrados y capas de diamantes descantados o astillados, como resultado de una pobre transferencia de calor a través del cortador. Este tipo de daño del cortador, obviamente tiene un impacto sobre el desempeño de la barrena. En tiempos recientes, los fabricantes de barrenas han tratado este tema, enfocándose sobre la geometría interna de los elementos cortantes PDC. En un cortador PDC estándar, la unión entre la capa de diamantes y el sustrato de carburo, forma una simple interfase plana. Al diseñar un cortador sin interfase plana entre estos dos elementos, resultará en resistencia superior al impacto y a la abrasión. Esto es debido al mejorado agarre mecánico y esfuerzo reducido entre el disco de diamantes y el carburo así como al volumen substancialmente incrementado de los diamantes. En años recientes tales innovaciones, han permitido correr barrenas PDC en formaciones de las cuales se creía podían ser perforadas únicamente con diseños de conos e insertos o barrenas de diamantes naturales. La mayoría de los fabricantes de barrenas PDC son ahora capaces de proveer cortadores PDC, de estos tiempos.
NPI Cortadores PDC. Históricamente, la capa de interfaz entre el diamante y el tungsteno carburo era plana. Sin embargo, en años recientes Schlumberger ha cambiado a una interfaz no plana de cortadores de tipo (NPI). Los cortadores NPI tienen varias ventajas: - Otorgan tensiones reducidas de la interfaz del diamante y el sustrato de carburo de tungsteno. - Permiten que entre 25% y 40% más de diamante en el cortador. - han incrementado la resistencia al impacto. Non-Planar Interface (NPI) Geometry
7. Hidráulica. 7.1 Hidráulica de impacto inverso.
- Elimina el material del cuerpo del trepano para que los recortes no tengar superficie donde adherirse. - Impacta a los recortes desde atrás apuntando a su eje de menor resistencia. -Provee gran volumen de cara (face volume) y una transición sin complicaciones hacia el espacio anular.
El concepto hidráulica de SwitchBlade ™ es la siguiente: 1. perforación de fluido sale de la boquilla delante de la cuchilla secundaria, refresca y limpia los cortadores, y luego fluye hacia el interior. 2. flujo a alta velocidad crea un efecto Venturi, sacando líquido a través de la reducida abertura. 3. flujo de alta velocidad de ambas boquillas se maximiza para enfriar y limpiar la cuchilla primaria donde la mayoría de los recortes se generan.
7.2 Boquillas PDC. Se utilizan una variedad de tipos de boquillas intercambiables y tamaños. La elección del tipo de boquilla se basa en muchos factores, incluyendo el tamaño de la broca y el programa hidráulico recomendado. Todas las boquillas están fabricadas de carburo de tungsteno, que proporciona la necesaria resistencia a la erosión. Se atornillan en la barrena utilizando llaves personalizadas de boquillas y tienen todos anillos de goma en “O” para sellar las roscas hidráulicamente. Debido a que las boquillas están enroscadas, se pueden remover de la barrena y ser cambiadas cuando se necesité ajustar el sistema hidráulico.
8. Tipos de barrenas PDC. Por su diseño y características, las barrenas PDC cuentan con una gran gama de tipos y fabricantes, especiales para cada tipo de formación: desde muy suaves hasta muy duras, y en diferentes diámetros según el diseño de los pozos. Además, estas barrenas pueden ser rotadas a alta velocidades, utilizadas con turbinas o motores de fondo, con diferentes pesos sobre barrena y por su alta resistencia, así como fácil manejo según las condiciones hidráulicas. La experiencia de campo con estas barrenas ha creado entre el personal operativo la creencia de que contribuyen al incremento del ángulo de desviación del pozo. Esto no ha sido comprobado totalmente; lo cierto es que la teoría de fabricación de estas barrenas es de efecto contrario, pues por su cuerpo fijo, tiende a la estabilización del pozo. Una desventaja de este tipo de barrenas son los problemas de acuñamiento en formaciones deleznables y en pozos donde se debe repasar el agujero por
constantes derrumbes de la formación. Este fenómeno contribuye a que la formación las atrape más fácilmente que una barrena tricónica. 8.1 Selección de barrena PDC. Una secuencia lógica para selección adecuada de una barrena PDC contempla los siguientes pasos: a) Obtener información de los pozos prospecto: identificar el objetivo del pozo, diámetro del agujero, datos del intervalo a perforar, tipo de formación, contacto geológico, litología, condiciones y requerimientos especiales del pozo, determinación de restricciones e indicaciones de la perforación. b) Seleccionar la estructura de corte, cuerpo y perfil de la barrena: identificar el tipo, tamaño, densidad, distribución e inclinación de los cortadores. También el tipo de perfil y cuerpo de la barrena lo cual ayudará a la óptima estabilización y agresividad durante la perforación. c) Elaborar análisis económico: identificar la ganancia o ahorro esperado con el uso de este tipo de barrenas con base en el costo por metro y rentabilidad económica, entre otros. d) Seleccionar el diseño hidráulico: identificar la hidráulica óptima para perforar, así como el tipo de fluido de control usado, con base en la limpieza de los recortes y el enfriamiento de la barrena. 9. Cuerpo de una barrena PDC. a) Una conexión roscada (piñón) que une la barrena con una doble caja del mismo diámetro de las lastrabarrenas. b) Numerosos elementos de corte policristalino (cortadores). c) Aletas (en algunos modelos). d) Los orificios (toberas) a través de los cuales el fluido de perforación fluye para limpiar del fondo el recorte que perfora la barrena. e) Hombro de la barrena.
9.1 Cuerpo con matriz de carburo tungsteno. - Polvo de Matriz de carburo tungsteno con metal aglutinante. - Muy resistente a la erosión y abrasión.
Agregado de cortadores PDC.
9.2 Cuerpo de acero.
Aplicación de material duro (hardfacing).
9.3 Perfiles de las barrenas PDC. Hay 3 perfiles principales que se utilizan para brocas PDC: 1) a corto, 2) medio y 3) de largo.
Cono El cono de la barrena provee un grado de estabilidad cuando está perforando. Nariz o lanza La nariz es la primera parte de la barrena en encontrar cualquier cambio en la formación cuando se perfora un pozo vertical. Debido a esto, es preferible tener una gran cantidad de cortadores colocados en el área de la nariz. Parte angular de la barrena o ahusado ("Taper”) La longitud de la parte angular de la barrena es usualmente gobernada por el requerimiento de la densidad de corte, y su aplicación. Sin embargo, una vía alterna para lograr una alta densidad de corte sin incrementar la parte angular de la barrena es la de incrementar el número de cuchillas o aletas de corte. Las barrenas PDC utilizadas en aplicaciones de perforación direccional, tendrán por lo general un ahusado más reducido. Radio del diámetro exterior (ODR) El ODR se refiere a esa región del perfil de la barrena en donde el radio al final del flanco de la barrena, nos lleva dentro calibre de la misma. Esta región de la barrena es extremadamente importante, especialmente en aplicaciones de motor o turbina en donde las velocidades rotarias son altas, ya que los cortadores deben soportar los efectos de altas velocidades debido a su posición radial sobre la cara de la barrena. A pesar de la velocidad angular de los cortadores en el calibre de la barrena es idéntica a la velocidad angular de los cortadores en los conos, la velocidad tangencial es mayor, ya que es una función de localización radial.
9.4 El calibre. Longitud: Generalmente estándar, la longitud del calibre es un compromiso entre estabilidad y sensibilidad direccional. · Un calibre largo provee incremento de estabilidad de barrena. · El diseño de calibre corto es utilizado para incrementar la sensibilidad direccional y el ultracorto para la capacidad de perforar hoyos de desvío lateral (side tracking). Protección: Mantener el diámetro completo del calibre, es crucial para evitar un agujero de tamaño menor a lo normal. Si la barrena es usada para aplicaciones direccionales, especialmente si un motor o turbina va a ser utilizado, la protección reforzada al calibre será más necesaria. Los diamantes naturales son utilizados para la protección de tamaño en las barrenas de cuerpo matriz, pero también pueden ser utilizados en insertos de carburo de tungsteno, en el calibre de barrenas de cuerpo de acero. Las barrenas de cuerpo de acero, utilizan insertos de carburo de tungsteno. En ambos casos, los elementos impregnados de diamantes, también podrían posicionarse en la parte posterior de los dientes de la barrena y dientes de la cara para respaldarlos y para ayudar a reducir torsión relacionada a la barrena, por medio de la limitación de la profundidad de corte de los cortadores principales. Los dientes de la barrena deberían ser de forma pre-aplanada. Calibre de la matriz.
Calibre de cuerpo de acero.
9.5 Longitud del taladro. Longitud de la barrena PDC es importante cuando: - Un radio corto en la trayectoria del pozo es necesitado - Recibir el motor más cerca de la broca es necesitado. - Estabilización cerca de la barrena es necesitado. - La perforación de pozos direccionales u horizontales.
10. Condiciones de operación sobre las barrenas. La operación de las barrenas se define por tres parámetros: Peso sobre barrena. Velocidad de rotación (rotaria). Hidráulica de perforación. 10.1 Peso sobre barrena. Es la carga aplicada a la barrena por medio de los lastrabarrenas (D.C.) para que ésta efectúe la penetración de las capas rocosas del subsuelo, llamadas también formaciones. La penetración se logra cuando la carga aplicada sobre la barrena supera la resistencia de compresión de la formación en contacto con los dientes de la barrena. La “respuesta” de la formación en relación con el peso sobre la barrena se puede medir a través de la velocidad de penetración. Y cuando no hay avance en la
velocidad de penetración; puede ser por porque la barrena se está atascando (embolando) por exceso de recortes, perforar formación más dura o se acabó la vida útil de la barrena.
10.2 Velocidad de rotación (rpm). Se le llama generalmente “rotaria” y consiste en la cantidad de vueltas por minuto que la mesa rotaria transmite a la sarta de perforación y ésta, a su vez, a la barrena. La velocidad de perforación es directamente proporcional a la velocidad de rotación (RPM) en formaciones blandas (suaves). En formaciones duras, el incremento de la velocidad de rotación disminuye así como la velocidad de penetración, en ciertos rangos. Con todo lo anterior se explica el porqué en formaciones suaves es más importante la velocidad de rotación (RPM) que el peso sobre la barrena (PSB); al contrario en las formaciones duras. Las tablas siguientes presentan algunos rangos de variación de estos parámetros PSB y RPM que se han utilizado en algunos campos de perforación
Apriete recomendado para el piñón de las barrenas.
1.- El apriete recomendado para las barrenas requieren menos fuerzas de torsión que para los lastrabarrenas. 2.- Para el apriete con llaves BJ dividir el rango de apriete, recomendado entre la longitud de la llave en pies, y el resultado será la calibración que se le debe dar al torquimetro. 3.- Para convertir la lectura del amperímetro a lbs-pie, multiplicarse por 16.8 y viceversa. Torque recomendado barrenas y molinos.
11. Código IADC Para Barrenas De Cortadores Fijos. La clasificación se representa mediante un código de cuatro cifras:
1. Material del Cuerpo: De acero o de matriz. 2. Densidad de cortadores: Para barrenas PDC, este dígito va de 1 a 5. Mientras más bajo es el número, menos cortadores tiene la barrena. 3. Tamaño de los cortadores: Este dígito indica el tamaño de cortador que se usa. Puede ser 1, 2 o 3, de diámetro en orden descendente. 4. Forma: El último dígito indica el estilo general del cuerpo de la barrena y varía de 1 (forma achatada) a 4 (flanco largo).
Ejemplo clasificación IADC de una barrena PDC.
12. Código IADC para Clasificación de Barrenas desgastadas. La International Association of Drilling Contractors (Asociación Internacional de Contratistas de Perforación), ha desarrollado una metodología estándar para describir las barrenas usadas. Esta información es esencial para el análisis detallado para la operación de las barrenas. La metodología está compuesta de un código de 8 caracteres que describe el desgaste de la barrena y la razón por la que se sacó la barrena.
La estructura de corte se califica de 0 a 8 dependiendo del porcentaje de la estructura de corte que se perdió (0 = Intacta, 8 = 100% de desgaste).
La primera columna representa los cortadores situados dentro de los dos tercios del radio de la barrena para las de diamante, y para las barrena de conos representa las hileras de dientes interiores.
Al evaluar una barrena desgastada, se debe registrar el promedio de desgaste de los dos tercios del radio, que representa las hileras internas, suponiendo que tenga 6 cortadores con desgaste 8, 6, 7, 4, 2 y 3 respectivamente, el desgaste de la hilera interior será:
La segunda columna para las barrenas comprende el tercio restante, si los desgastes de una barrena PDC es 2, 1 y 3 entonces el desgaste de la hilera exterior es:
Desgaste.
Ejemplos desgaste:
La columna número cinco (B), se refiere a los sellos del cojinete, cuando se trata de barrenas de cortadores fijos se marca siempre con una X, puesto que las únicas barrenas que tienen cojinetes son las de rodillos.
La columna número seis (G) se refiere al calibre. Se utiliza para registrar la condición del calibre de la barrena. Se registra “I” si la barrena permanece calibrada, de lo contrario, se registra lo descalibrado que está la barrena utilizando una medida lo más cercana posible a 1/16”.
Ejemplo de clasificación de una barrena PDC desgastada:
13. Parámetros a considerar de una barrena. Costo por metro. Hasta el momento se considera como el mejor parámetro evaluativo el llamado costo por metro (o costo por pie), el que se calcula involucrando los factores siguientes: 1.- Costo de la barrena. 2.- Costo de operación del equipo de perforación y mantenimiento a pozos. 3.- Horas totales de vida útil de la barrena. 4.- Horas de viaje de tubería para cambiar la barrena.
5.- Tiempo empleado para realizar las conexiones de tubería durante la vida de la barrena. 6.- Longitud total perforada por la barrena.
Así, por ejemplo, sí se tiene que una barrena perforó 175 m., en 25 horas, en un equipo cuya operación cubre un costo de 35,000 pesos por hora, el tiempo empleado para un cambio de barrena a esa profundidad, es de 8 horas, 20 minutos; las conexiones se efectúan, aproximadamente en 10 minutos cada una; el costo de la barrena es de $ 125,000.00; el costo por metro se calculara en la siguiente fórmula:
Para calcular el tiempo de conexión se divide la longitud perforada M entre 9.15, que es la longitud promedio de un tubo de perforación; con este cociente se calcula el número de conexiones = 19.125 conexiones. Luego se multiplica por el tiempo por conexión en minutos; finalmente se divide entre 60 para convertirlo en minutos a horas; es decir:
El rendimiento obtenido por esta barrena significa que cada uno de los 175 metros que perforó arroja un costo de $ 8,018.28.
14. Concluciones. 15. Bibliografía. -Schlumberger Drilling School, “Selección de barrenas”. - Schlumberger, Programa de Entrenamiento Acelerado para Ingenieros Supervisores de Pozo, “Selección de barrenas en el proceso de selección de pozos”. - Barrenas e hidráulica de perforación. - Schlumberger, Drilling and Measurements, “Drill Bits”. - Datalog, Manual de perforación, “Procedimientos y operaciones en el pozo”. - Manual para ayudante de perforador (cabo), perforador y malacatero.
