Perforación Rotaria Directa
Sistemas de perforaciónPercusiónRotopercusión Rotación, con circulación directa
e inversa◦ Mecánica de perforación basada en el
corte por cizallamiento o desgaste por abrasión.
Herramienta de corte + presión y peso + movimiento rotativo + fluido (limpia, transporta y extrae detritus)
Popularizado a inicios del siglo XX
Mayor rapidez. Avances sujetos a la naturaleza de las formaciones geológicas y a calidad del equipo◦ Sedimentos blandos: 100 a 150 m/d◦ Rocas compactas: 10 a 15 m/d
Sentido de circulación del fluido de perforación
Circulación directa◦ Descenso a través del varillaje, ascenso por el
espacio entre el varillaje y la pared (anular)◦ Menor diámetro de perforación◦ Menor velocidad
Circulación inversa◦ Descenso a través del anular, ascenso por el
varillaje
Componentes básicos
Unidad de potencia
Mesa rotaria. Imparte movimiento giratorio a la barra cuadrada rotatoria y a la tubería de perforación
Kelly o barra cuadrada rotatoria. Longitud última de la tubería; transmite conducción rotatoria desde la mesa
Cabezal o unión giratoria. Resiste el peso del juego de herramientas
Pull-down. Ejerce presión descendente sobre la herramienta de perforación
Lastrabarrenas o drill-collars. Barras de peso inmediatas a la barrena; favorecen la velocidad del fluido y la perforación recta
Barrenas. Efectúa la perforación mediante elementos cortadores; generalmente son trépanos triconos
Proceso
Se aplica la barrena o trépano al fondo de la perforación
Se colocan las lastrabarrenas y se añade un empuje descendente adicional (opcional)
La barra cuadrada rotatoria transmite conducción rotatoria desde la mesa
El fluido se hace pasar desde la bomba de lodo, por el cabezal giratorio hasta la barra cuadrada giratoria
Al avanzar la perforación el cabezal llega a la mesa; se detiene la bomba y se retira la barra cuadrada; se desenrosca de la tubería de perforación
Se agrega otra tubería de perforación y se desciende hasta el nivel de la mesa; se coloca nuevamente la barra cuadrada rotatoria y se reinicia la circulación
Se inyecta el fluido a través del varillaje y trepano, generalmente impulsado por una bomba de pistones
El fluido sale a alta presión por el tricono a través de orificios, los “jet”
El fluido asciende, arrastrando los detritus, a lo largo del espacio anular
En el exterior se canaliza a un sistema de balsas y su contenido de detritus se descarga (vibración o decantación)
Fluido de perforaciónSuspensión de arcilla en agua,
con los aditivos necesarios◦Naturales. Agua clara (dulce o salada) +
fracción limo-arcillosa
◦“Elaborados”. Generalmente a base de arcillas bentoníticas. Mayor densidad y viscosidad
Funciones del fluido Refrigeración de la barrena. Calor
generado por fricción. Entre menos arena posea, mayor efectividad.
Remoción del corte al fondo del barreno
Prevenir derrumbes. La presión hidrostática puede mantener una formación poco consolidada.
Lubricación de la tubería. A mayor velocidad de perforación, menor caballaje del motor
Sostener todos los sólidos en suspensión. Durante interrupciones de la perforación
Ventajas del sistema rotatorioGran rapidez en los trabajos
menor alteración de la estructura
Mayor rendimiento o productividad específica
Equipo de bombeo más económico
DesventajasMayor costo inicial en los trabajos de
perforación
Se requiere técnica más cuidadosa y especializada en su construcción
Requiere personal más entrenado y especializado
Pérdida de fluidos en zonas altamente permeables