sarta de perforacion 2
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1
Universidad Nacional
Ingenieria
Sarta de Perforacion
BHA
(Continuacion)
2
Conjuntos de Fondo
BHA’s (Bottom Hole Assemblies)
BHA’s para caer el angulo (Pendular)
BHA’s para incrementar angulo
BHA’s para mantener angulo
Rotacion de la sarta de perforacion
costruccion o caida de angulo
giro izquierda o derecha (camina)
3
Refuerzo
Leer: “Applied Drilling Engineering”,
Ch. 8 (paginas 445)
4
Fuerza lateral vs. longitud de pendulo; hueco 12 1/4-
in., 8-in. collars, 10.5-lbm/gal mud; 10o incl.
0
-200
-400
-600
60K
40K
20K
Distance from Bit to Stabilizer, ft
-80060 70 80 90 1005040
La maxima fuerza negativa es desarrollada entre los 70 y 85’ de distancia entre broca - estabilizador
BHA Pendular, 1 estabilizador
D
r
o
p
A
n
g
l
e
L1
5
Sid
e F
orc
e, lb
Fuerza lateral vs. longitud de pendulo; hueco 12 1/4”,
6 1/2” collars, 10.5-lbm/gal mud, 10o incl.
200
0
-200
-400
-600
1009080704030
60K
40K
20K
605040
Distance from Bit to Stabilizer, ft
Build
Drop
La maxima fuerza negativa es desarrollada entre los 55’ y 85’ de distancia entre broca - estabilizador
L1
6
Baja
respuesta de
construccion
BHA’s para incrementar angulo.
Alta
respuesta de
construccion
Los resultados
dependen de
el angulo de
inclinacion
7
Alta respuesta de construccion: (9) (8) (7)
BHA’s para incrementar angulo.
8
Alta respuesta de construccion:(7) (6) (5) (4)
BHA’s para incrementar angulo.
9
Fig. 8.136: BHA’s for building inclination angle.
Alta respuesta de construccion: (4) (3) (2) (1)
Lowest Response: (1)
10
Inclination, degrees
Respuesta de la Fuerza Lateral como una funcion del
angulo de inclinacion, para BHA de construccion
Sid
e F
orc
e, lb
Todos los BHA’s son efectivos para altos angulos de inclinacion.
11
Inclinacion, angulo
Fuerz
a L
ate
ral, lb BHA’s de
construccion
(9)
(8)
(7)
(6)
(5)
No. 7, un estabilizador cerca a la broca es mas efectivo a bajo angulo de inclinacion
12
Inclinacion, angulo
Fuerz
a L
ate
ral, lb
BHA’s de
construccion
(4)
(6)(5)
13
BHA’s para mantener el angulo de inclinacion.
BHA’s empaquetados, pueden variar la tendencia a negativa o a positiva.
Mientras mas rigido mantendra mejor el angulo
(7)
(6)
(5)
(4)
(3)
(2)
(1)
15’-20’/30’/30’
5’-20’/30’/30’
UG 12’-15’/30’/30’/30’
12’-15’/30’/30’
12’-15’/30’
5’-12’/30’/30’
30’/30’/30’
Los BHA’s de mantenimiento de angulo solo reducen la tendencia de variacion
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Tendencia de la fuerza lateral como una funcion del angulo de
inclinacion para conjuntos rigidos de mantenimiento de angulo
Inclination, degrees
BHA’s con una suave tendencia para construir o caer angulo
Build
Drop
15
Inclination, degrees
16
Inclination, degrees
17
Efecto del peso sobre la broca
para BHA’s rigidos
Peso sobre la broca, 1000 lb
Minima desviacion en combinacion con la rigidez con estabilizador cerca de la broca
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Efecto de geologia en BHA’s de mantenimiento de angulo
Peso sobre la broca, 1000 lb
“Soft” Rock
“Hard” Rock
En rocas suave el primer estabilizador trata de cavar dentro de la roca, resultando en caida de angulo
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Rotacion de la sarta de perforacion:
El analisis de los BHA realizado hasta el momento
considera que la sarta esta estatica y en 2D
Esto esta correcto para estimar la tendencia de
inclinacion y de la broca.
Pero, cual es el efecto de la rotacion?
A que velocidad la rotacion viene a ser importante?
20
Rotacion de un conjunto liso (sin estabilizadores)
causando tendencia de direccion (giro de broca)
Tendencia a girar a la
derecha debido a la Fuerza
Lateral Negativa
Tendencia de
direccion resultante
(Derecha)Tendencia
izquierda
debido al
torque de
la cara de
la broca
Fuerza Lateral de inclinacion resultante (Negativa)
a. Tendencia de caida de angulo de la broca
21
b. Tendencia de construccion de broca
Resultante de
Fuerza Lateral de
Inclinacion
(Positiva)
Tendencia a girar a la izquierda debido a la Fuerza Lateral positiva
Tendencia
izquierda debido
a fuerza lateral
Rotacion de un conjunto liso (sin estabilizadores)
causando tendencia de direccion (giro de broca)
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Rotacion de un conjunto pendular con un estabilizador
causando tendencia en direccion (giro de broca)
EstabilizadorBroca
Giro derecho
Tendencia de
direccion
Resultante
Fuerza
lateral
negativa
Tendencia
direccion
debido al
torque de
cara de
broca
Rotacion de
broca
Fuerza negativa
Tendencia
de la
Direccion
resultante
Tendencia de direccion con broca e influencia estabilizador
23
Rotacion de un conjunto de construccion con un estabilizador causando
tendencia en la direccion (giro de broca)
EstabilizadorFuerza Lateral
Positiva
? ?
Broca
Tendencia de direccion con broca y estabilizador
Tendenci
a
direccion
debido al
torque de
cara de
broca
Tendencia
de
direccion
Resultante
Fuerza Lateral
Negativa
24
Ejemplo
Determinar la tendencia direccional
de un BHA de construccion con la
siguiente configuracion, fuerza
lateral y torque en la cara de la broca
No hay tendencia de formacion.
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Fuerza Lateral: +1,200 lbf
Torque cara de broca: 1,000 ft-lbf (igual a 200 lbf de fuerza lateral)
Primer estabilizador: -2,000 lbf (5 ft de la broca)
Segundo estabilizador : -1,500 lbf (15 ft de la cara de la broca)
Tercer estabilizador: -1,000 lbf (100 ft de la cara de la broca)
Ejemplo
26
Primer estabilizador:
-2,000 lbf (5 ft de broca)
Ejemplo
Fuerza Lateral:
+1,200 lbf
Torque cara de
broca +200 lbf
-1,000 lbf (100 ft
de la broca)
Segundo estabilizador:
-1,500 lbf
(15 ft de la broca)
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Solucion
Los+1,200 lbf de fuerza lateral tiene tendencia izquierda, asi como el torque de la cara de la broca. Sin embargo todos los estabilizdores tienen una fuerte tendencia derecha o negativa. Cuanto mas cerca el estabilizador esta a la broca, va a tener mas influencia en la tendencia a girar.
Debido a que hay dos estabilizadores cerca a la broca con cerca de 3,500 lbf de fuerza lateral negativa, la probabilidad de que este conjunto gire a la derecha es muy alta.
Fuerza de giro derecha neto = 3,500 - 1,400 = 2,100 lbf