Trpanos hbridosLos trpanos hbridos combinan la tecnologa del PDC y del diamante natural. Los elementos de corte de carburo de tungsteno impregnados de diamante se colocan detrs de los cortadores de PDC. Cada cortador impregnado funciona como un compaero de reparto de la carga para un cortador PDC especfico en las regiones de alto desgaste de un trpano. Estos cortadores secundarios protegen a los cortadores PDC en condiciones de perforacin severas y reducen el desgaste en formaciones duras y abrasivas, y mejoran la estabilidad del trpano. Adems, los cortadores impregnados soportan la mayor parte de los impactos.http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/13571845/Informe-sobre-trepanos-para-perforacion-en-petroleo.htmlnuevos.

Este hombre sostiene un inserto de PDC con una pinza.

Los discos negros en los filos de corte de las aletas de este trpano son insertos de PDC.

Los diamantes naturales se forman en lo profundo de la tierra al ser expuestos a calor y presin extremos durante miles de aos. A comienzos de 1970, la compaa estadounidense General Electric invent un proceso para hacer diamantes sintticos. Consiste en alternar capas delgadas de grafito de carbn y de cobalto en pequeas latas, someterlas a una presin de 13,733 MPa (2 millones de psi) y llevarlas a una temperatura de 1500 C (2732 F) durante cinco minutos. Este proceso origina pequeos cristales de diamante sinttico que se unen entre s y se transforman en un compacto de diamante policristalino (PDC, por su sigla en ingls). A diferencia de los diamantes naturales, los cristales individuales son muy pequeos como para cortar roca dura. En cambio, los insertos de PDC se incrustan en los filos de los trpanos y van triturando la roca, como si fuera una lija extremadamente dura.Muchos trpanos tienen filos para corte y trituracin fabricados con una combinacin de acero, carburo de tungsteno, PDC y diamante. Existe una amplia gama de combinaciones ideadas para perforar diferentes tipos de rocas.Izquierda: Este trpano "hbrido" tiene insertos de corte de PDC y pernos con incrustaciones de diamantes. Tambin se pueden ver las boquillas entre las aletas en el extremo del trpano. Por estas boquillas se bombea un tipo especial de lodo para refrigerar el trpano, limpiarlo retirando la roca triturada de los filos de corte y subir los detritos por el pozo hasta la superficie donde los gelogos los analizan.Abajo a la izquierda: Los trpanos cnicos giratorios tienen conos de metal que giran en forma independiente. Cada cono tiene dientes de acero duro, carburo de tungsteno, PDC, diamantes o alguna combinacin de ellos.Abajo a la derecha: Vista lateral de un trpano cnico giratorio en el que pueden observarse los insertos de PDC y diamantes en todas las partes expuestas del trpano, adems de los dientes cortantes. Esto permite reducir el desgaste cuando se trabaja con rocas muy abrasivas.

RABAJO PRACTICO N 1 TREPANOS INTRODUCCIONUn trpano, barrena, mecha de perforacin o bit, trminos usados para referirse a un dispositivo que se coloca en el final de una sarta de perforacin para que rompa, corte y muela las formaciones rocosas durante la perforacin de un pozo petrolero. Los trpanos tienen huecos para permitir el paso del fluido de perforacin, que sale a chorros por picos intercambiables. El fluido de perforacin lubrica y refrigera el trpano y ayuda a expulsar la roca molida hacia la superficie. En formaciones rocosas no consolidadas los chorros de agua a alta presin ayudan a remover la roca en forma directa permitiendo reducir los tiempos de perforado.[1]Es la herramienta clave para el ingeniero de perforacin: su correcta seleccin y las condiciones ptimas de operacin son las dos premisas esenciales para lograr el xito en el proceso de perforacin.[2] [3] [4]PRINCIPIO DE OPERACION Para realizar la perforacin, las barrenas funcionan con base en dos principios esenciales: fallar la roca venciendo sus esfuerzos de corte y de compresin. El principio de ataque se realiza mediante la incrustacin de sus dientes en la formacin y posteriormente en el corte de la roca al desplazarse dentro de ella. La forma de ataque depender del tipo y caractersticas de la roca, principalmente su dureza.Clasificacin de barrenasDe acuerdo a su mecanismo de ataque las barrenas se clasifican en:Barrenas tricnicas.- El mecanismo principal de ataque de esta barrenas (de dientes maquinados o insertos) es de trituracin por impacto fallando la roca por compresin.

De cortadores fijos.- El mecanismo de ataque es por raspado de la roca fallando por esfuerzo de corte.[5] Dentro de la gran gama de brocas utilizadas en la industria petrolera son normalmente mencionadas:Brocas triconicasBrocas compactas (PDC)Brocas con insertos de tungstenoBrocas especialmente diseadas para corazonar.

Barrenas tricnicasComo su nombre lo indica, estas barrenas tienen tres conos cortadores que giran sobre su propio eje y fueron introducidas entre 1931 y 1933. Varan de acuerdo con su estructura de corte ya que pueden tenerdientes de acero fresados o de insertos de carburo de tungstenoy constan de tres importantes componentes: 1. Estructura cortadora 2. Sistema de rodamiento 3. Cuerpo de la barrena

La estructura cortadora (diente).- La estructura de corte est montada sobre los cojinetes, los cuales corren sobre pernos y constituyen una parte integral del cuerpo de la barrena. Sistema de rodamiento.- Existen tres diseos: rodillos y balines, autolubricados con rodillos y balines, de friccin autolubricados y los de chumacera. Cuerpo de la barrena.- El cuerpo de la barrena consta de: 1.Una conexin roscada que une la barrena con la tubera.2.Tres ejes de cojinetes donde van montados los conos.3.Los depsitos que contienen el lubricante para los cojinetes. 4.Toberas u orificios por donde sale el fluido de perforacin para la limpieza del pozo

Barrenas de cortadores fijosLas barrenas de diamante tienen un diseo muy elemental, a diferencia de las tricnicas carecen de partes mviles. Normalmente el cuerpo puede ser de acero o carburo de tungsteno (matriz) o una combinacin.El diamante utilizado puede ser natural o sinttico, segn el tipo y caractersticas de la misma. La dureza extrema y la alta conductividad trmica del diamante lo hacen un material con alta resistencia para perforar en formaciones duras y semiduras. Las barrenas de diamante, a excepcin de las barrenas PDC, no usan toberas para circular el fluido de perforacin, su diseo es tal que, el fluido de perforacin puede pasar a travs del centro de la misma, alrededor de la cara de la barrena y entre los diamantes por unos canales llamados vas de agua o de circulacin. Las vas de circulacin en una barrena de diamante no son tan variadas como en una barrena tricnica donde las toberas son intercambiables.

Barrenas de diamante naturalEl tipo de flujo es radial y el tipo de cortadores es de diamante natural incrustado en el cuerpo de la barrena con diferentes diseos. El mecanismo de corte es por friccin y arrastre. El uso de estas barrenas es limitado salvo en casos especiales para formaciones duras, cortar ncleos de formacin y como barrenas desviadoras en pozos con formaciones muy duras y abrasivas. Entre ms dura y abrasiva es la formacin, ms pequeo ser el diamante. Los diamantes utilizados son redondos pero irregulares.

Barrenas de diamante trmicamente estable (TSP)Son utilizadas para perforar rocas duras como caliza dura, basalto y arenas finas. Son ms usadas que las de diamante natural. Se caracteriza por usar diamante sinttico de forma triangular, la densidad, el tamao y forma del grano son caractersticos de cada fabricante.

Barrenas de compacto de diamante policristalino (PDC)El diseo de los cortadores est hecho con diamante sinttico en forma de pastillas (compacto de diamante). A diferencia de las barrenas de diamante natural y TSP, su diseo hidrulico se realiza con sistema de toberas para lodo, al igual que las barrenas tricnicas. Por su diseo y caractersticas, las barrenas PDC cuentan con una gran gama de tipos y fabricantes, especiales para cada formacin: desde muy suaves hasta muy duras. Pueden ser rotadas a altas velocidades, utilizadas con turbinas y motores de fondo y con diferentes pesos sobre barrena. Por su versatilidad son las ms utilizadas. Las barrenas especiales,como su nombre lo indica se usan para condiciones muy especficas y as tenemos la siguiente clasificacin: Barrenas desviadoras. Barrenas ampliadoras. Barrenas nucleadoras.Trpanos hbridos.-Los trpanos hbridos combinan la tecnologa del PDC y del diamante natural. Los elementos de corte de carburo de tungsteno impregnados de diamante se colocan detrs de los cortadores de PDC. Cada cortador impregnado funciona como un compaero de reparto de la carga para un cortador PDC especfico en las regiones de alto desgaste de un trpano. Estos cortadores secundarios protegen a los cortadores PDC en condiciones de perforacin severas y reducen el desgaste en formaciones duras y abrasivas, y mejoran la estabilidad del trpano. Adems, los cortadores impregnados soportan la mayor parte de los impactos.

Tipo de rodamiento o cojinetes: permiten a los conos girar alrededor del cuerpo de la barrena. Rodillos y balines (fig. 2.1): barrenas estndar y autolubricadas. Chumacera o de friccin (fig. 2.2) son barrenas auto-lubricadas o de baleros sellados.

Criterios para seleccin de barrenas. Para la seleccin de las barrenas con las que se va a perforar cualquier pozo se deben tomar los siguientes criterios que a continuacin se mencionan: Tipos de rendimientos. Tipo de pozos a perforar: bien sean verticales o direccionales (horizontales, ens y en j). Antecedentes de pozos vecinos Tipos de fluido de perforacin disponibles al momento de perforar. Anlisis de costos operacionales. Tipo de taladro de perforacin (capacidad o limitaciones de peso sobre barrena que se puedan aplicar). Profundidad final del pozo. Si es necesaria la aplicacin de motores de fondo. Litologa o tipo de formacin a perforar. Pozos de dimetro reducido

NUEVOS AVANCES TECNOLOGICOS Un nuevo trpano de diamante compacto (PDC) gana puntos en perforacin direccional.David Wilde, Presidente y jefe ejecutivo de Encore Bits junto con Jim Shamburger, Vicepresidente de ingeniera y desarrollo, creen que consu trpano patentado SideWinder han inventado un producto diseado para el siglo XXI. Una de las claves que ayudan a los trabajadores de direccional a tener su trabajo hecho es tener un trpano capaz de cambiar rpidamente de ngulo.El SideWinder permite a los perforadores optimizar las caras del trpano para perforar verticalmente y con perforacin direccional, ya sea usando mesa rotary (RSS) o motor de desplazamiento positivo (PDM).El SideWinder es nico, debido a que el calibre tradicional es reemplazado por una estructura lateral de cutting, permitindole perforar en cualquier direccin. Cuando gira sobre un motor bent housing, los calibradores no arrastran mientras dura la rotacin, lo que impide la velocidad de penetracin.Un trpano SideWinder bit simplemente corta la formacin a su paso, provocando una mayor velocidad de penetracin (ROP) al rotar en pozos extendidos o laterales.SideWintertambin provee de tres a seis grados ms de desviacin a un ngulo dado. En perforaciones direccionales, esto quiere decir que un trpanoSideWinder puede construir la curva y continuar perforando hacia delante, en lateral, sin tener que maniobrar para cambiar el motor offset. Para productos RSS, quiere decir que el trpano har exactamente lo que el operador quiera, independientemente de ser empujado u orientado. Los trpanosSideWinder pueden usar cualquier trpano. El mismo trpano de PDC estndar puede optimizarse para perforar hacia adelante o lateralmente. Estos pueden incluir diferentes densidades de corte, tamao, tipo, profundidad o corte. Para trabajar sobre rocas muy abrasivas, una doble fila de cutres pueden instalarse a los lados. ElSideWinder es extremadamente efectivo en cuanto a costos. No est valuado en un precio impagable. Encore an debe encontrar un inconveniente en elSideWinder, entre los cuales incluye la perforacin de un pozo demasiado grande, explica su co-inventor. ElSideWinderes un 80% ms rpido que los trpanos de roca (12 a 20 pies por hora), segn Reese. Recientemente, ha tenido su primer trabajo en un pozo offshore para la compaa Water Oil and Gas, en la que Baker Hughes realiz la labor direccional, usando su sistema de perforacin Auto Trak. Fuente: New Technology Magazine[16] Una Kymera revoluciona la perforacin de pozos Ventaja. Permite ahorrar tiempo y costo general de la operacin.El trpano Kymera de Baker Hughes ha revolucionado la manera de perforar pozos gasferos en el sur de Bolivia, reduciendo los tiempos de perforacin y costos, sostiene Paul Schulhauser, gerente de operaciones de la empresa. El sur de Bolivia tiene cierta complejidad, donde esta tecnologa, al igual queel Trutrak, se ha adaptado muy bien y ha hecho un cambio bastante grande, pues en algunos casos se logra optimizar los tiempos de perforacin en un 30-40% por cada seccin de pozo. Con esta tecnologa, el costo de perforacin de un pozo se reduce significativamente.