Contenido
Historia de la Perforación
El Aire
El Pulldown
Técnicas de Perforación
Desgastes
Controles
Estructura
Nuestra Broca
La perforación subterránea
tiene una historia tan antigua
como la perforación en
superficie pero ha seguido un
camino diferente en cuanto a
su desarrollo debido a las
restricciones que la
explotación misma le coloca.
Dimensión de las cavidades
Requerimientos de Aire
Selectividad de la Operación
Etc.
Hasta llegar a los grandes equipos capaces de cavar una
chimenea de hasta 6 metros de una sola vez
La historia de la
Perforación y en
especial el desarrollo
de los actuales
triconos esta
completamente ligada
a la obtención de
Petróleo y la búsqueda
de agua subterránea
Se tiene antecedentes que la primera
perforadora la utilizaron los Chinos
un milenio antes de Cristo para
buscar aguas en zonas áridas del Asia.
El agujero se hacía en la tierra a través
del impacto que producía una roca
afilada suspendida en una cuerda la
cual era levantada y arrojada de
manera vertical para así hacer pedazos
las rocas y la tierra
Esta perforadoradora
fue perfeccionada
colocando en
reemplazo a las piedras
afiladas fierros tipo
lanzas
Esta perforadora fue
llamada
CABLE-HERRAMIENTA
O
SHANKDRILL
La historia de la perforación en busca de petróleo
dio inicio en el año 1858 en Titusville, Pennsylvania.
Mr. Townsend
presidente de la
compañía Oil Rock
producía su
petróleo cavando
fosos en las tierras
cercanas a
afluencias de
petróleo y
recogiéndola en
baldes
El Primer pozo en ser perforado en busca de petróleo fue
propuesto por James Townsend en 1857. Este le pidió a
E. L. Drake construir una perforadora y emplear a
alguien que hiciera pozos de agua para buscar petróleo
en Titusville, Pennsylvania. Tomó 2 años construir la
perforadora e instruir al perforista. La perforación
comenzó en Abril de 1859, y después de muchos
problemas, el pozo había alcanzado la profundidad de
21,04 Mts a fines de 1859.
La perforadora
“cable –
herramienta”
perforó la
mayoría de los
pozos de agua y
petroleros hasta
que la
perforadora de
rotación fue
usada por
primera vez en
1880.
La primera
perforadora
de rotación
fue
desarrollada
en Francia en
1860
Este método de perforación consistía en usar un engranaje
de madera, tubos de perforación, una bomba para barro, y
un plato giratorio para direccionar la broca de acero de una
manera circular para perforar en la tierra. Este tipo de
perforación no causó mucho impacto en un comienzo.
Las brocas de
perforación en esos
tiempos eran hechas en
una herrería, y se
conocían como
“Brocas Cola de
pescado”, que tenían
que ser afiladas por un
herrero en el sitio de la
perforadora casi a
diario.
Las primeras
perforadoras de
rotación usaba un
anticuado tipo de
broca, la cual limitaba
las perforaciones a
sitios con suelo blando.
Howard Hughes padre,
introdujo la primera
broca para roca en el
mundo, equipada con
dos conos cortadores
de rotación
1909
1933 Primera broca
tricónica con dientes
intermedios ganando
la aceptación mundial
y el dominio de la
industria
1951 Introduce la primera
broca tricónica con
dientes de carburo de
tungsteno que permite
la perforación en
terrenos cuarcíferos
abrasivos y duros
Valvula de Ingreso del Aire
Filtros
Rueda Tensora
Compresor
Estanque
RuedaMotriz Rodillos Superiores
Oruga Rodillos Superiores
Separador
Estanque de Aceite
Válvula de Presión
Cabezal
Zarta de
Perforación
Torre
Válvula (back flow, water separator, etc.)
Espiga
Tubo de Aire
Hombro
Brazo
Paso de aire a los rodamientos
Tapón retenedor de bolitas
Rodamiento de rodillos
Rodamiento de Bolitas
Rodamiento de nariz
Tapón de Empuje
Faldón
Inserto Plano
Hard facing
Nozzle
Insertos
Espejo
Cono
Circuito del Aire
65
PSI
Valvula de Ingreso del Aire
Filtros
40 - 45 PSI
65
PSI
Compresor
Circuito del Aire
Compresor
Radiador
Linea de retorno del aceite al compresor
Válvula de
descarga del
Separador
Tanque
separador de
aceite Linea para regular la presion del compresor
Descarga del compresor
Filtros
Válvula
reguladora de
presión
Aire
para el
Tricono
• Mantener los
rodamientos
limpios y frios.
• Remover los
detritos bajo el
bit.
• Llevar los detritos
fuera del pozo de
perforacion.
Se necesita aire para
Distribucion del Aire
Una parte
va atraves
de los
nozzles
para mover
los detritos
Otra parte
pasa a traves
de los ductos
de
refrigeracion
de los
rodamientos
Volumen de Aire
• La minima velocidad de aire requerida para cuttings livianos es
de 5,000 fpm.
• La minima velocidad de aire requerida para cuttings pesados es
de 7,000 fpm.
• Grandes cuttings, condiciones de roca humeda, alta densidad de
roca, inyeccion de agua, siempre requerida mas altas velocidades
del aire.
• La velocidad de salida del chip, debera ser 1,000 fpm o mayor
cuando la barra presente el desgaste de reemplazo.
Fuerza del aire para levantar las particulas de roca por el espacio
anular hacia la superficie del pozo
Velocidad
ascendente del
aire
Velocidad de
sedimentacion
de la particula 5.200 fpm
-
4.000 fpm
1.200 fpm
Circulacion del Aire & Rotacion de los Conos • Sople el Bit antes y
durante su turno, para
asegurarse que el
tricono se mantiene
limpio y esta operando
correctamente.
• Si la inspeccion normal
revela un cono o pierna
mas caliente que otra,
esto indica que el
sistema de refrigeracion
del rodamiento esta
obstruido.
Cómo saber que algo anda mal en el
compresor
Síntomas
• Los detritus salen como si fuera la erupción de un volcán.
– Los detritus no salen en forma contínua. Salen y luego
dejan de salir, luego salen y sigue el ritmo de un
volcán.
• Mientras se perfora, la presión de aire varía unos cuantos
psi, algunas veces , la broca tiene que ser subida ,para
dejar vacio el barreno y hacer que la presión caiga.
• Baja presión en la broca, toberas muy
grandes, o no hay toberas.
• La presión del tanque recibidor esta por
debajo de los 55 psi,cuando se corta el
aire a la broca.
• En algunas perforadoras, una pequeña
cantidad de aire sale por debajo del
regulador de modulación.
Por que debemos cuidar el Aire
• Al salir más aire por los
rodamientos,los labios de la
broca se mantienen más
limpios, se evita la erosíon
de los mismos y se reduce
la exposición de los
rodamientos.
• Incrementar el volumen de
aire a tráves de los
rodamientos, aumentará la
resistencia a la entrada de
cortaduras a los mismos y
reducirá los tapamientos de
las brocas.
Las brocas, vienen con tres toberas del mismo tamaño
No use brocas sin nozzles, o sin un nozzle. Utilice el tamaño
adecuado.
En zonas con agua, es indispensable utilizar las perforado-
ras con mejores condiciones de aire.
El empuje del botón causa astillamiento en la roca
Base del Cono
Diente
Movimientos
Relativos
Zona de Compresión
Fracturas de Tensión
Fractura Central
Fracturas muy pequeñas
Produce abrasión en los insertos
Aplicación de Poco Pulldown
Aplicación de Bajo Pulldown
Se producen
grietas que no se
conectan, no se
rompe la roca y
provoca una gran
abrasión en los
insertos
Inicio del rompimiento de la roca con aplicación de Pulldown
Al aplicar el
correcto
Pulldown las
grietas se
conectan
comenzando la
fragmentación
de la roca en el
fondo del pozo
Aplicación del correcto Pulldown
Las fracturas
producidas se
conectan entre
dientes y entre
corridas
provocando la falla
completa de la roca
al fondo del pozo
Aplicación del correcto Pulldown
Con la unión de
las fracturas y el
desplazamiento de
los dientes se
fractura la roca
produciendo los
cutting libres para
ser elevados por el
aire
Aplicación de excesivo Pulldown
Los detritus
producidos por
el
fracturamiento
y la rotación no
pueden salir al
no tener
espacio, pues
los dientes
están muy
enterrados
REGLA DEL TERCIO
*** Use durante el primer tercio del tiro un 1/3 de la rotación
y 1/3 del peso normal.
*** Use durante el segundo tercio del tiro 2/3 de la rotación y
2/3 del peso normal.
*** Use durante el tercer tercio del tiro 3/3 de la rotación y
3/3 del peso normal.
REGLA DEL ALTO Y BAJO
*** Poca rotación y poco peso son tan malos como alta
rotación y alto peso. Siempre son mejores los altos y
bajos.
ROCA BLANDA:
*** Use ALTA rotación y BAJO peso.
ROCA DURA:
*** Use BAJA rotación y ALTO peso.
1.- No se debe hacer el empate hasta activar el aire por
30 a 60 segundos hasta dejar limpia la superficie de
corte y mantenerlo activado mientras la broca se
encuentre en perforación.
3.- Use la barra de peroración en ángulo recto.
Utilizarla en forma inclinada podría acortar
dramáticamente la vida útil de la broca
4.- El espacio entre el diámetro de la barra y el
diámetro del Bit es llamado espacio anular. Este
espacio debe ser de 2” a 3”.
5.- Mantenga el aire encendido todo el tiempo mientras la
broca se encuentre dentro de la perforación. Siempre se debe
dar el aire antes de rotar la broca en el fondo
6.- Inspeccione periódicamente la broca como
medida preventiva. Una excesiva temperatura en
los conos indica la obstrucción en el paso del aire
7.- Observe el indicador de presión, un aumento
brusco indica bit tapado. Asegúrese que el bit no esta
tapado, chequee el bit antes de iniciar la perforación.
Asegúrese que el aire sale por nozzles y labios
8.- Asegúrese que el aire es suficiente para remover los
cutting desde el fondo del pozo:
* Para cuttings húmedos use 7.000 a 9.000 pies por
minuto de velocidad de barrido.
*Para cutting seco use 5.000 a 7.000 pies por minuto de
velocidad de barrido.
NUNCA REPASE UN TIRO REALIZADO CON OTRO
BIT. REEMPLACE EL BIT POR UNO DADO DE BAJA.
Alto Pulldown puede resultar en un incremento de la velocidad de
penetración
Alto Pulldown puede provocar una disminución de la vida de los
rodamientos
Alto Pulldown puede provocar una disminución en la estructura de
corte
El Pulldown
R.P.M
Alta R.P.M. puede resultar en un incremento de la velocidad de
Penetración
Alta R.P.M. puede resultar en un deterioro de la vida de los
rodamientos
Alta R.P.M. puede resultar en un acortamiento de la vida de la
estructura de corte
INSUFICIENTE AIRE
Una broca con su
estructura de corte
casi intacta podría
ser dada de baja
por problemas en
sus rodamientos
INSUFICIENTE AIRE
Se calientan los
rodamientos, se
expanden, perjudicando
las pistas y se sueltan
los polines.
INSUFICIENTE AIRE
Finalmente se
caen los polines y
se pierde el cono
INSUFICIENTE AIRE
Se debe observar el
estado de los labios.
Los desgastes
prematuros en el
sector podrían
implicar
insuficiencia de aire
INSUFICIENTE AIRE
2
1
Desgaste en el labio
y en el faldón . Se
empiezan a exponer
los rodamientos.
Desgastes focalizados en
el faldón implican una
remolienda localizada
INSUFICIENTE AIRE
Material introducido
en los rodamientos,
superficie de corte
con casi 70 % de
vida. Buenos hábitos
de barrenación, nos
llevarán a revisar y
limpiar
continuamente la
broca
INSUFICIENTE AIRE
Broca con suficiente
presión de aire. A
pesar de lo mojado
del terreno, NO se
observa
introducción de
material en los
rodamientos, ni
desgaste en el labio 1
RESPUESTAS AL TEST
AIRE
1.- El aire entregado por el compresor es usado para:
a) Limpiar el pozo.
b) Refrigerar el tricono.
c) Refrigerar todos los aceros.
d) Sólo a y b
e) Ninguna de las anteriores.
2.- La presión de aire indicada en el panel view:
a) Es la misma presión al interior del tricono.
b) Es menor a la existente en el tricono.
c) Es mayor a la existente en el tricono.
d) Es la presion a la salida de los nozzles.
e) Ninguna de las anteriores.
Respuesta Correcta: d) Solo a y b
Respuesta Correcta: b)
3.- Si la presión de aire sube repentinamente:
a) Indica falla en el compresor.
b) Indica que hay una grieta en el pozo.
c) Indica que el tricono está tapado.
d) Indica que hay exceso de agua.
e) Ninguna de las anteriores.
4.- Presión de Aire:
a) Es usada para limpiar el fondo del pozo.
b) Es usada para sacar los detritus del tiro.
c) Es usada para mantener el compresor en perfecto estado.
d) Es la unidad para medir la capacidad del compresor
e) Ninguna de las anteriores.
RESPUESTAS AL TEST
Respuesta Correcta: c)
Respuesta Correcta: a)
RESPUESTAS AL TEST
5.- Volumen de Aire
a) Es usado para extraer detritus del tiro.
b) Es utilizado para estabilizar paredes del pozo.
c) Es la medida para medir la capacidad del compresor.
d) Es la cantidad de aire que pasa por los nozzles
e) Ninguna de las anteriores.
6.- El agua es:
a) Utilizada para evitar el polvo en superficie.
b) Es utilizada para refrigerar los triconos.
c) Es utilizada para estabilizar las paredes del tiro.
d) Es utilizada para lubricar los interiores del triconos
e) Todas las anteriores.
Respuesta Correcta: a)
Respuesta Correcta: e)
RESPUESTAS AL TEST
7.- Una gran cantidad de agua.
a) Es recomendable para evitar el polvo.
b) Es recomendable para formar barro y estabilizar las paredes del pozo.
c) Es recomendable pues siempre el tricono estará refrescado.
d) Todas las anteriores son ciertas
e) Ninguna de las anteriores son ciertas.
8.- La velocidad de rotacion:
a) Es la cantidad de giros que da la sarta por minuto.
b) Es la cantidad de giros del tornillo del compresor por minuto.
c) Es la cantidad de tiempo que utiliza el tricono en dar 100 giros.
d) Es la cantidad de vueltas de los conos de un tricono por minuto.
e) Ninguna de las anteriores.
Respuesta Correcta: e)
Respuesta Correcta: a)
RESPUESTAS AL TEST
9.- La velocidad de Rotación:
a) Nunca debe ser mayor que 70 R.P.M.
b) Nunca debe ser mayor que 100 R.P.M.
c) Nunca debe ser menor que 70 R.P.M.
d) Nunca debe ser menor que 100 R.P.M.
e) Ninguna de las anteriores.
10.- La Velocidad de Rotación:
a) Debe ser mayor en una roca blanda que en una roca dura.
b) Debe ser menor en una roca blanda que en una roca dura.
c) Roca dura y blanda deben usar la misma velocidad de rotación.
d) En cada tipo de roca el instructor indicara la velocidad de rotación.
e) Ninguna de las anteriores.
Respuesta Correcta: e)
Respuesta Correcta: a)
RESPUESTAS AL TEST
11.- La Velocidad de Rotación:
a) No debe ser variada durante la perforación de un tiro
b) Sólo se modificará al empatar un pozo.
c) Sólo se modificará al finalizar un pozo.
d) Sólo se modificará si el instructor autoriza.
e) Ninguna de las anteriores.Respuesta Correcta: e)
12.- El Pulldown:
a) Es la fuerza correspondiente al peso de la columna aplicado al tricono.
b) Es la fuerza del compresor aplicada al tricono.
c) Es la fuerza accinada a través de cadenas y/o cilindros hidráulicos que se aplica al
tricono.
d) Es la suma del peso de la columna mas el empuje accionado a traves de las cadenas
y/o cilindros hidraúlicos.
e) Ninguna de las anteriores. Respuesta Correcta: d)
RESPUESTAS AL TEST
13.- El Empuje:
a) Siempre debe sobrepasar las 55.000 libras ó 260 KN
b) Siempre debe sobrepasar las 63.000 libras ó 280 KN
c) Siempre debe ser menor que 55.000 libras ó 260 KN
d) Siempre debe ser menor que 63.000 libras ó 280KN
e) Ninguna de las anteriores.
14.- El Empuje:
a) Nunca debe variarse durante la perforación de un tiro.
b) Sólo se puede variar en el empate.
c) Sólo se puede variar al finalizar un pozo.
d) Sólo se puede variar por indicación del instructor.
e) Ninguna de las anteriores.
Respuesta Correcta: e)
Respuesta Correcta: e)
RESPUESTAS AL TEST
15.- El Empuje:
a) En roca blanda debe ser mayor que en roca dura.
b) En roca dura debe ser mayor que en roca blanda.
c) No depende de la roca, solo del instructor.
d) Debe mantenerse fijo independiente de la roca.
e) Ninguna de las anteriores.
Respuesta Correcta: b)
16.- Que haría usted si perfora en las siguientes condiciones?
16.1.- Roca Fracturada:
a) Aplica todo el empuje para pasar rápido la falla.
b) Aplicar el mínimo de empuje para evitar los saltos.
c) Aplicar el máximo de rotación pues la roca fracturada es lo mismo que roca blanda.
d) Aplicar el mínimo de empuje y rotación para no dañar el tricono
e) Disminuir peso, pulldown y ajustar avance para evitar saltos y golpes.
Respuesta Correcta: e)
RESPUESTAS AL TEST
16.2.- Roca mediana y al encontrarse con grietas
a) Continue normal pues es solo una grieta temporal.
b) Aplique mas fuerza y mayor rotación para pasar la zona.
c) Detenga la perforación y consulte al instructor.
d) Cambie tricono y pase la grieta con tricono soldado.
e) Ninguna de las anteriores.
16.3.- Pozo con agua y barro.
a) Perfore con mas agua de lo normal para diluir el barro y extraerlo.
b) Corte completamente el agua y perfore normal.
c) Utilize válvula back-flow en el tricono y olvidese del problema.
d) Utilice válvula back-flow, perfore sin agua y avance soplando mas de lo normal.
e) Ninguna de las anteriores.
Respuesta Correcta: e)
Respuesta Correcta: d)
16.4.- Roca dura.
a) Aumente al maximo la rotación, baje pulldown.
b) Aumente al máximo el pulldown, y la rotación, para penetrar mas.
c) Disminuya el peso y la rotación. En roca dura hay que ser precavido.
d) Aumente peso segun el tipo de tricono, baje rotación. Esta perforando roca dura.
e) Ninguna de las anteriores.
RESPUESTAS AL TEST
Respuesta Correcta: d)