Presentacin de PowerPoint

Instituto Politcnico Nacional.Escuela Superior de Ingeniera y ArquitecturaUnidad TicomnCiencias de la Tierra

Asignatura:Introduccin a la Perforacin.

Alumnos:Garcia Pedro Adrian David.Gmez Rodrguez Marco Jeovanni.Guerrero Martnez Pedro.Romero Martnez Nirvana. Uribe Aranda Alejandro Eduardo.

Motores de Fondo.

Qu son los motores de fondo?Son herramientas que se utilizan para perforar pozos dirigidos o direccionales.

Cmo funcionan?Convierten la energa hidrulica del flujo de lodo en energa mecnica que permite la rotacin de la barrena sin la necesidad de usar el Sistema Rotatorio desde la superficie. VIDEO ESTE LO AGREGO EN LA EXPOComponentes.Constan de un estator y un rotor movidos por el fluido de perforacin que se inyecta en la boca del pozo.

Aplicaciones de los motores de fondo.Perforacin direccionalPerforacin horizontalPerforacin direccional CrossingPerforacin con revestimientoPrevencin de desgaste para el revestimiento

Factores para la seleccin.Tipo de barrenaVelocidadTorquePeso sobre la barrenaCada de presin en la barrena Gasto de fluido / velocidad anular requerida para limpiar el pozoTipo de fluidoGradiente de temperatura en el pozoTamao del pozoEspecificaciones tubularesUbicacin del estabilizadorDescripcin del pozo

Tipos de motores de fondo.Los motores de fondo son potenciados por el flujo de lodo de perforacin. Los dos ms importantes utilizados tipos de motores de perforacin son:

1. Motores de desplazamiento positivo. (PDM)2. Motores de fondo accionados por turbinas.

Motores de fondo accionados por turbinas.

Es una unidad axial multietapa que demuestra ser muy eficiente y confiable, especialmente en formaciones semiduras a duras.La turbina convierte la energa hidrulica proveniente del lodo en energa mecnica rotativa para ser entregada a la barrena de perforacin.

Partes de la turbina.Seccin de poder o potencia: provee la potencia a la turbina. Dependiendo del requerimiento se pueden tener configuraciones de 1.2 hasta 3 secciones de potencia por turbina.

Seccin de rodamiento: soporta la fuerza axial que se le transmite a travs del eje desde del eje desde la seccin de potencias.

Motor turbina.

Caractersticas.Capacidad de generar altas potencias.La herramienta presenta un perfecto balance con los esfuerzos radiales.Las turbinas de perforacin tienen una excelente resistencia al calor.La velocidad y el torque son manipuladas desde la superficie.

Desventajas.No tienen aplicacin con barrenas tricnicas.Genera alta potencia a expensa del flujo de lodo, lo que da poca aplicacin en pozos profundos.La fabricacin y el desarrollo de turbinas que sea comercialmente viable y confiable es difcil y costosa.

Ventajas.Reduce el nmero de viajes por cambio en el arreglo de fondo de pozo. (BHA)Evita realizar viajes por cambios de junta ajustable o por fallas en la herramienta.Es capaz de girar progresivamente a la izquierda usando una estabilizacin convencional de turbina recta.Menor nmero de problemas durante la perforacin como:Hinchamiento de la formacin, ocurrencia de cavernas, patas de perro y derrumbes, los cuales son controlables mediante un ritmo de perforacin ms rpido y un menor tiempo en la apertura del pozoMnimo desgaste, desgarre y fatiga de los componentes de la sarta de perforacin, superficie de la tubera y revestimiento gracias a la reduccin de las revoluciones por minuto de la sarta de perforacinReduccin de torque en la sarta de perforacinRapidez y suavidad en la instalacin del revestimiento

Motores de desplazamiento positivo. (PDM)Es un motor de fondo de pozo utilizado en el campo petrolero para accionar la barrena de perforacin u otras herramientas de fondo de pozo durante las aplicaciones de perforacin direccional o perforacin de alto rendimiento.

A medida que se bombea a travs del motor de desplazamiento positivo, el fluido de perforacin convierte la potencia hidrulica del fluido en potencia mecnica para hacer rotar la barrena. Motores de desplazamiento positivo. (PDM)Consta de un motor helicoidal de dos etapas, vlvula de descarga, conjunto de bielas, conjunto de cojinetes y eje. Este motor posee un cavidad en espiral forrada de caucho, provista de una seccin transversal elptica que aloja un motor sinoidal de acero.

Componentes de PDM.Vlvula de Descarga (Dump Valve Assembly)Seccin de Poder o Potencia (Power Section)Seccin Ajustable.TransmisinSeccin de Rodamientos (Bearing Section)Seccin Giratoria (Drive Shaft Assembly)

Valvular de descarga (Dump Valve Assembly).Permite el paso de lodo hacia la seccin de potencia.Opera a travs de un resorte el cual presiona un pistn.

Valvular de descarga. (Dump Valve Assembly).

Seccin de poder o potencia(Power Section)El rotor es elaborado con un perfil de lbulos coincidente similares al armado helicoidal del estator.El fluido es bombeado dentro de las cavidades progresivas del motor.

Seccin de poder o potencia(Power Section)Seccin ajustable.Permite graduar la curvatura del motor de fondo para cualquier aplicacin direccional deseada.

Seccin ajustable.Transmisin.Transmite la velocidad rotacional al torque hacia la seccin giratoria de esta a la barrena.Es colocado en la parte de abajo del rotor, dentro de la seccin ajustable.

Transmisin.Seccin de rodamiento. (Bearing Section)Transmite la potencia rotacional y el esfuerzo de la perforacin a la barrena.Permite la rotacin de la barrena sin necesidad de la rotacin de la sarta.La seccin giratoria se encuentra apoyada dentro de la seccin de rodamiento soportando esfuerzos radiales axiales.

Seccin de rodamiento .(Bearing Section)

Seccin Giratoria. (Drive Shaft Assembly)La seccin giratoria es un componente de acero construido rgidamente. Se encuentra apoyado dentro de la seccin de rodamientos (bearing section) a travs de rodamientos que soportan esfuerzos radiales y axiales.La seccin de rodamientos (bearing section) transmite la potencia rotacional y el esfuerzo de la perforacin al trpano de perforacin.

Seccin Giratoria. (Drive Shaft Assembly)

Seccin Giratoria.(Drive Shaft Assembly)PDM VS Turbinas.Turbinas. Motor PDM.Formaciones duras.Formaciones blandas/semiduras.Hoyos profundos/pequeosHoyos profundos/pequeos.Alta potencia velocidad.Alto toque y baja velocidad.Mechas impregnada/PDC.PDC/Mechas triconicas.Bajo flujo.Alto flujo.Altas temperaturas.Bajas temperaturas.

Fluidos de Perforacin.Los motores de fondo son compatibles con diversos tipos de fluidos de perforacin. Las propiedades de los fluidos de perforacin deben ser mantenidas con las mismas restricciones que los fluidos para la mesa rotaria, y deben tenerse en cuenta las siguientes precauciones.

El fluido debe estar libre de tapones y cuerpos extraos. El uso de tubera de perforacin es recomendado. El fluido debe tener el menor contenido posible de arena (1% o menos es recomendado.)El exceso de aditivos como (LCM) puede afectar el desempeo de la herramienta, por lo que deben ser utilizados en cantidades limitadas.No deben usarse materiales de hematina ya que estos reducen la vida del motor.

Fluidos que causan daos a los motores de fondo.Fluidos Basados en Aceite:Reducen la vida del estator, el grado del dao causado al estator depende de la cantidad de qumico que contenga el aceite. Uno de los factores que puede daar el estator es el punto de anilina en el aceite.

Aditivos de los fluidos de Perforacin:Algunos aditivos con base en amina, como emulsivos, inhibidores de corrosin y barredores de gases de combustin pueden causar fallas en el elastmero aunque sean en pequeas cantidades.

Salmuera o lodos de agua fresca:Las salmueras o los lodos de agua fresca proveen poca lubricacin para los elastmeros y estatores del motor, lo que puede permitir que exista un desgaste abrasivo entre el rotor y el estator. Adicionalmente los aditivos utilizados para enlazar los elastmeros a los metales pueden experimentar hidrlisis cuando son expuestos al agua, especialmente a temperaturas que exceden los 200 F. La degradacin del enlace de resistencia, puede traer mltiples problemas, algunos menores y otros que causan fallas catastrficas al motor de fondo.

Aire, Espuma y NeblinaEl uso de aire, espuma o neblina puede afectar el desempeo del motor a menos que pautas de lubricacin y requerimientos de aire, volumen y WOB sean realizados.

Tabla de localizacin de errores de posibles fallas.

Especificaciones del Motor.El tamao es definido generalmente por el dimetro externo del motor. En la actualidad ofrece los siguientes tamaos:

1-11/16 (43 mm) 2-1/16 (52 mm) 2-7/8 (73 mm) 3-1/8 (79 mm) 3-1/2 (89 mm) 3-3/4 (95 mm) 4-3/4 (120 mm) 5-1/2 (140 mm) 6-1/2 (165 mm) 6-3/4 (172 mm) 7-3/4 (197 mm) 8-1/2 (216 mm) 9-5/8 (244 mm) 11-1/4 (286 mm)

Desempeo de las Curvas del Motor.El desempeo de las curvas del motor est en funcin de su tamao. Poder y una curva de rotacin son suministradas . Las curvas de desempeo son dadas como funcin de la presin diferencial alrededor del motor de perforacin. La condicin de la carga completa es tambin indicada en las curvas trazadas.

Motor de Fondo.VIDEO ESTE LO AGREGO EN LA EXPO