sarta de perforacion

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Perforacion

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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

INGENIERA EN PETRLEOS

PERFORACIN I

NOMBRE: Giovanny Vsconez

PROFESOR: ngel Fernando Ushia Puma

SEMESTRE: 2014 B

QUITO, 10 NOVIEMBRE DEL 2014

LA SARTA DE PERFORACIN

DEFINICION

La sarta de perforacin es la que trasmite la fuerza generada por la mesa rotaria o el top drive a la broca en el fondo del pozo y que tambin proporciona un medio para circular el lodo. La mayor parte de la Sarta la constituye la tubera de perforacin.

Las funciones principales de la sarta de perforacin son:

Proporcionar una va desde la superficie hasta la broca para que el fluido de perforacin se puede llevar bajo presin.

Transmitir la rotacin, aplicada en superficie, a la broca.

Transmitir la fuerza, o peso, a la broca para que la formacin se rompa ms fcilmente.

Proporcionar los medios para bajar y subir la broca de perforacin dentro del pozo.

Partes de la sarta de perforacin

Tubera de perforacin o Drill Pipe

Conjunto de fondo o Bottom Hole Assembly (BHA): Barra de perforacin (Drill Colla

Tubera pesada (Heavy Weight)

Estabilizadores y accesorios.

Trepano, Broca o Bit.

Tubera de perforacin o Drill Pipe

Se entiende como tubera de perforacin a la tubera de acero resistente pero poco pesada que se conecta al ensamblaje de fondo (BHA, Botom Hole Assembly) y termina enroscndose al Kelly o al Top Drive, la cual se usa para transmitir la potencia generada por los equipos de rotacin a la mecha y servir como canalde flujo para transportar los fluidos de alta presin desde el taladro hasta los Drill Collars y la mecha.

Este es el componente principal, en trminos de longitud de la sarta de perforacin. Cada junta de tubera (llamada tambin tubo, largo, sencillo,) de perforacin, hecha en acero, comnmente tiene una longitud de 9 a 11 metros, con una caja de conexin (Tool Joint), macho o hembra, la cual est soldada en cada extremo de tal forma que se puedan enroscar entre s una tras otra. El hombro alrededor de cada caja de conexin tiene un dimetro mayor pues as se ha dispuesto para dar mayor resistencia a las conexiones.

La tubera de perforacin se consigue en varios dimetros (OD) aunque el ms utilizado es el de 5 (127 mm). El dimetro interior de la tubera de perforacin (Inside Diameter)(ID) vara de acuerdo al peso por unidad de longitud de cada tipo de tubo, entre mayor sea el peso, menor ser su dimetro interior.

Comnmente, el peso de la tubera de 5 ms utilizada es de 19.5 lbs/pie o 29.1 kg/m:

Esto resulta

OD = 5 = 127 mm

ID = 4.28 = 108.7 mm

Tambin puede conseguirse tubera de perforacin en diferentes grados de acero, lo cual se obtienen diferentes grados de resistencia, donde D es la ms dbil y S la ms resistente.

La tubera de perforacin tiene una vida relativamente corta por lo que es importante un adecuado cuidado y seleccin. La parte ms dbil de la tubera de perforar es el cuerpo. Por lo que el drill pipe es la parte ms dbil de la sarta.

Partes de la tubera de perforacinEst constituido por dos partes las cuales son fabricadas separadamente y luego unidas mediante soldadura. Estas son:

a) Cuerpo o Body: Plain and upset

b). Conexin o Tool joint: box and pin

Conjunto de fondo o Bottom Hole Assembly (BHA)

El ensamblaje de fondo es la seccin de la sarta de perforacin que agrupa el conjunto de herramientas entre la mecha y la tubera de perforacin. Tiene como funciones proporcionar el peso requerido sobre la mecha para maximizar la tasa de penetracin, producir hoyos en calibre, evitar la formacin de desviaciones tipo pata de perros y ojos de llaves y minimizarvibraciones y pegamentos de la sarta deperforacin. Est compuesto por:

Barra de perforacin (Drill Collar)

Tubera pesada (Heavy Weight)

Estabilizadores y accesorios.

El BHA tambin puede contener otros componentes, como un motor de fondo orientable sistemarotatorio,lamedicindurantela perforacin (MWD), y mientras que la tala de perforacin(LWD) herramientas

Barra de perforacin o Drill Collar (o Porta mechas)

Es un conjunto de tubos de acero o metal no magntico de espesores significativos, colocados en el fondo de la sarta de perforacin, encima de la mecha, lo cual proporciona la rigidez y peso suficiente para producir la carga axial requerida porla mecha para una penetracin ms efectiva de la formacin

En forma similar a la tubera de perforacin los drillcollars se consiguen en varios dimetros exteriores (OD) con el dimetro interior (ID) variando segn el peso por unidad de longitud.

Normalmente el ID es similar al de los Heavy weight Drill Pipe, cercano a 3 o 76 mm:

Cumplen varias funciones importantes:

Proporcionar peso para la broca.

Proporcionar la resistencia para que los drillcollars estn siempre en compresin.

Proporcionar el peso para asegurar que la tubera de perforacin siempre se mantenga en tensin para evitar que se tuerza.

Proporcionar rigidez o consistencia para que la direccin del pozo se mantenga.

Producir un efecto de pndulo, permitiendo que los pozos casi verticales puedan ser perforados.

El peso aplicado a la broca debe provenir nicamente de los drillcollars, si el peso aplicado a la broca excede el peso total de los drillcollars, el peso extra provendr de la tubera, la cual estara en compresin, siendo susceptible de torceduras y a que se zafara la rosca.

Tubera pesada o Heavy Weight

La tubera pesada constituye el componente intermedio del ensamblaje de fondo.

Constituyen elcomponente intermedio del ensamblaje de fondo, es un tubular de gran espesor de pared similar a los Drill Collars pero menos rgidos y de menor dimetro, cuya conexin posee las mismas caractersticas de la tubera de perforacin, pero mucho ms pesadas y ligeramente ms largas sus uniones o conexiones; es bastante flexibles y sirve de zona de transicin entre los Drill Collars y la tubera de perforacin (Drill Pipe) para minimizar cambios en rigidez entre estos componentes, as como tambin para reducir la alta tensin y las fallas originadas por la concentracin deflexin cclica en la conexin de la tubera de perforacin.

Se conoce tambin con los nombres de Heavy Wall Drill Pipe y Heavy Weight Drill Pipe. La funcin ms importante de la tubera pesada es servir de zona de transicin entre las barras y la tubera de perforacin, para minimizar los cambios de rigidez entre los componentes de la sarta, con el objeto de reducir las fallas originadas por la concentracin de flexin cclica en la conexin de la tubera de perforacin

Funciones:

Como elemento de transicin entre los collares de perforacin (DC) y la tubera de perforacin (TP)

Esto previene el pandeo o combamiento de la TP

Puede trabajarse en compresin sin sufrir dao en los acoples

Empleada extensamente en Perforacin Direccional

En ocasiones se utiliza en reemplazo de los DC

Mantiene la Tubera de Perforacin rotando en tensin

No se debe usar para proporcionar peso sobre la barrena en condiciones normales

Estabilizadores

Los estabilizadores como su nombre lo indica, dan firmeza y seguridad al ensamblaje de fondo o sarta de perforacin, cuidndola del contacto con las paredes del hoyo y controlando la desviacin, tanto en hoyos verticales como direccionales.

Estos son unos tramos cortos de tubera,(Subs.) posicionados entre los drillcollars con el fin de mantenerlos centrados dentro del hueco, mantener el pozo derecho y por medio de la accin de corte mantener el dimetro correcto en las paredes del pozo. El dimetro completo del pozo se consigue con unas Cuchillas montadas en el cuerpo del estabilizador, las cuales pueden estar hechas de aluminio o caucho macizo, o ms comnmente, de acero con insertos de carburo de tungsteno dispuestos en la caras cortantes. Los estabilizadores se pueden clasificar como de cuchillas rotantes o no rotantes, o como de cuchillas espirales o rectas.

Adems:

Reducen la fatiga en las conexiones de las barras al reducir el pandeo de la sarta.

Reduce la pega de la sarta al mantener las barras alejadas de las paredes del hoyo.

Previene cambios bruscos de ngulo del hoyo al aumentar la rigidez del ensamblaje de fondo.

Mantienen las barras centradas en el hoyo minimizando la desviacin del mismo y obtenindose hoyos mejor alineados.

Dentro de los tipos de estabilizadores se encuentran: Estabilizadores de camisa rotatoria, de camisa no rotatoria y escariadores

La ubicacin de los estabilizadores en el ensamblaje de fondo, depende del desempeo que requiera la sarta en cuanto a trayectoria se refiere.

En la perforacin de pozos horizontales, se hace uso de los estabilizadores para controlar o modificar el ngulo de inclinacin del pozo de acuerdo a lo deseado, los estabilizadores se instalan en la sarta de perforacin para aumentar, reducir o mantener el ngulo, ellos constituyen el componente del ensamblaje de fondo que permite tener el contacto adecuado con la pared del hoyo para proporcionar estabilidad de la sarta, as como prolongar la vida de la mecha, obteniendo a su vez hoyos ms rectos y ms seguros.

Rimadores (Reamers)

Los rimadores riman las paredes del pozo a un dimetro igual o inferior al de la broca y realizan una funcin similar a los estabilizadores en cuanto que ayudan a estabilizar el ensamblaje de fondo y mantener el hueco con el dimetro completo. Son usados generalmente cuando se experimentan problemas para mantener el pozo del dimetro de la broca, en formaciones abrasivas, cuando a la broca se le desgasta el dimetro exterior. En forma similar, se utilizan si se sabe que en el pozo existen ojos de llave, patas de perro, o escalones.

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