Barrena

Universidad Autnoma Del Carmen Facultad de QumicaIngeniera Petrolera

Profesor: Mario Humberto Gmez Meja

Alumnos(a):Jaina Yolotzin Pech Bozziere Martin Adrin Cervera Ch

Barrenas Tuberas De Revestimiento cementos Obturantes de perdidas de CirculacinTemasDefinicin

Barrena es la herramienta de corte localizada en el extremo inferior de la sarta de perforacin que se utiliza para cortar o triturar la formacin durante el proceso de la perforacin rotatoria.

FuncinSu funcin es perforar los estratos de la roca mediante el vencimiento de su esfuerzo de compresin y de la rotacin de la barrena.

La barrena correcta desempea un rol esencial en la optimizacin de la velocidad de penetracin (ROP), lo que ayuda a minimizar los costos del equipo de perforacin y acorta el tiempo existente entre la puesta en marcha de un proyecto y la primera produccin.

Principios BsicosTrituracin de la roca excediendo la resistencia al corte.Trituracin de la roca excediendo la fuerza compresivaEstos dos principios generan dos tipos de fallas, cortes, rompimientos o trituracin de las rocas, que son:

Barrenas De Perforacin

Barrena TrconicasLas barrenas tricnicas, como su nombre lo indica, tienen tres conos cortadores que giran sobre su propio eje, fueron introducidas entre 1931 y 1933. Fueron empleados para su construccin cojinetes antifriccin y, en vez de tener los dientes en lnea , sobre la longitud de un cono, cada hilera de dientes fue producida separadamente y escalonada con los dientes de las otras hileras Ilustra el escalonamiento de los dientes de acero de la hilera anterior respecto de la exterior. Esta caracterstica dobla la velocidad de penetracin y los metros (pies) por barrena;

Barrena Trconica (Dientes fresados)Este tipo de barrenas son las ms econmicas, los dientes son forjados en el acero que est hecho el cono. Estas barrenas son utilizadas para perforar formaciones blandas a semiduras.Barrenas de dientes de acero, donde los dientes son fundidos y forjados del mismo cuerpo del cono con bordes de compuestos de carburo resistentes al desgaste y Barrenas con insertos de carburo de tungsteno en los cuales los insertos son formados por separado y colocados a presin en la superficie de los conos.

TRICNICA DE INSERTOS DE CARBURO DE TUNGSTENOEstas barrenas son ms costosas que las de dientes de acero pero duran ms debido a que el carburo de tungsteno ofrece mayor resistencia al desgaste que el acero. Son usadas para formaciones semiduras a muy duras. Los insertos se introducen y presionan en huecos perforados en el cono de la barrena.

Caractersticas

Estructura cortadora.Cojinete.Sello.Almacn de la grasaLas barrenas tricnicas, poseen conos de metal que contienen insertos o dientes maquilados que giran en forma independiente sobre su propio eje, al mismo tiempo que la barrena rota en el fondo del pozo.Almacn de grasa. Este elemento permite almacenar la grasa que sirve como lubricante al cojinete y al sistema interno del cono.

Barrenas Ticnicas

La descarga de lodo en el fondo del pozo a travs de las toberas de la barrena es la oportunidad de aprovechar al mximo la energa hidrulica que se puede obtener de las bombas de lodo. La direccin estndar de la descarga es hacia la zona donde se une la pared vertical del pozo y el fondo del agujero. Con el paso del tiempo y en atencin a nuevas necesidades se han diseado descargas en diferentes direcciones.

Mecanismos de corteEl desplazamiento o excentricidad del cono y la forma del mismo , provocan que los conos dejen de girar peridicamente a medida que gira la barrena. Como resultado, las estructuras cortantes se deslizan en el fondo del pozo y raspan la formacin. Los ngulos de desplazamiento varan de 5 para formaciones blandas, a 0 para formaciones duras12. Las barrenas para formaciones blandas utilizan estructuras de corte ms largas con ngulos de desplazamiento en los conos que reducen el movimiento de rotacin, los cortadores cortos en los conos que giran mas, provocan una accin de trituracin en las formaciones duras.

Sistema De RodamientoSin sello: Estos estn llenos con grasa y expuestos. Su vida por lo tanto es corta pues los rodamientos estn expuestos a la fatiga del metal y a la abrasin por slidos.Sellados y autos lubricados: An existe fatiga en el metal, pero la abrasin por slidos se ha eliminado mientras el sello permanezca.Bujes sellados: Estos tienen una vida ms larga, pero puede haber desgaste ocasionado por las superficies del metal rozando en la parte inferior de los bujes. Si el sello falla, el lodo de perforacin entrar dentro del buje, sacando la grasa y el recalentamiento consiguiente resultar en la pronta falla del rodamiento. El buje tiene un sistema de compensacin de presin el cual minimiza la diferencial de presin entre el rodamiento y la columna hidrosttica del lodo.

Cdigo IADCSistema IADC

Cortadores fijosDiamantePDCDiamante naturalTSPDiamante impregnadoCojinete de rodillosCojinete de friccinInsertosConos dentadosCono de rodillosBarrenasBarrenas de Cortes FijosLas barrenas de cortadores fijos, a diferencia de las tricnicas no cuentan con partes mviles. Estas cuentan con cortadores planos en forma de pastilla montados sobre aletas fabricadas del mismo cuerpo de la barrena. Este tipo de barrenas es altamente efectivo para trabajar durante una gran cantidad de horas.Especficamente diseadas para trabajar en perforaciones duras y difciles.

caractersticasEsta serie de brocas responde a las ms exigentes demandas de velocidad de penetracin (rate of penetration ROP, por sus siglas en ingls) y durabilidad en formaciones duras y/o abrasivas.

Las barrenas de cortadores fijos, o barrenas de arrastre, poseen cuchillas integrales que giran juntas. Sus estructuras de corte de acero pueden incluir diamantes naturales suspendidos en la matriz de la cuchilla.. Los cortadores fijos que consisten de un compuesto poli cristalino de diamante artificial (PDC),

Cortadores fijosDiamantePDCDiamante naturalTSPDiamante impregnadoCojinete de rodillosCojinete de friccinInsertosConos dentadosCono de rodillosBarrenasBarrenas De Compacto PolicristalinoLas barrenas PDC utilizan diamante sinttico en forma de pastillas, montadas en el cuerpo de los cortadores de la barrena, pero a diferencia de las barrenas de diamante natural y la TSP, su diseo hidrulico se realiza con sistema de toberas para lodo, al igual que las barrenas tricnicas.El mecanismo de corte de las barrenas PCD es por arrastre y es una de las ms utilizadas en la perforacin de pozos; una desventaja de este tipo de barrenas son los problemas de acuamiento.

Componentes de barrena PDCa) Una conexin roscada (pin) que une la barrena con una caja del mismo dimetro del lastrabarrenas.b) Cortadores de diamante policristalino. Alta resistencia a la abrasin y al impacto.c) Aletas (en algunos modelos).d) Los orificios (toberas) a travs de los cuales el fluido de perforacin fluye para limpiar del fondo del pozos recortes que origina la barrena.e) Hombro de la barrena. Permite mantener la herramienta sin tanto movimiento, por lo que el dimetro del agujero se mantiene hasta en las formaciones ms duras

Elementos de corte PDCTabla de Barrenas Muestreadoras PDC

Barrenas De Diamante NaturalEste tipo de barrenas al igual que las de otro tipo de diamante tienen un cuerpo fijo cuyo material puede ser de matriz o de acero. El tipo de flujo es radial o de contramatriz, y el tipo de cortadores es de diamante natural incrustado en el cuerpo de la barrena, con diferentes densidades y diseos.

El mecanismo de corte de este tipo de barrenas es por friccin y arrastre, por consiguiente se generan altas temperaturas, los diamantes utilizados estn en su forma natural y no en forma comercial.

TSP (Policristalino Termicamente Estable)

El diseo de las barrenas TSP es de un solo cuerpo sin partes mviles, generalmente son usadas para la perforacin de rocas duras como la caliza dura, basalto y arenas finas dura, son un poco ms usadas que las barrenas de diamante natural, este tipo de barrenas presentan dificultad en su uso por restricciones de hidrulica, as las vas de circulacin estn prcticamente en contacto directo con la formacin y se generan altas torsiones en la tubera de perforacin por la rotacin de la sarta.Las barrenas de diamante trmicamente estable usan como estructura de corte diamante sinttico en forma de tringulos pequeos no redondos; la densidad, tamao y tipos son caractersticas que determina el fabricante, estas barrenas tambin tienen aplicacin para cortar ncleos y desviar pozos.

Cdigo IADC Para Barrenas De Diamante.:1. Tipo de cortadores.2. Material del cuerpo de la barrena.3. Perfil de la barrenas.4. Diseo hidrulico para el fluido de perforacin.5. Distribucin del flujo6. Tamao de los cortadores.7. Densidad de los cortadores

tipos de formacin de las rocas1.Dientes fresados para formacin blanda.2.Dientes fresados para formacin media.3.Dientes fresados para formacin dura.4.Dientes de inserto de tugsteno para formacin muy blanda.5.Dientes de inserto de tugsteno para formacin blanda.6.Dientes de inserto de tungsteno para formacin media.7.Dientes de inserto de tungsteno para formacin dura.8.Dientes de inserto de tungsteno para formacin ex- tra dura.

Barrenas EspecialesLas barrenas especiales pueden ser de dos tipos: bicntricas o ampliadoras, Se utilizan para operaciones tales como: la ampliacin del dimetro del agujero, ya sea desde la boca del pozo (superficial) o desde una profundidad determinada.

El grado de dureza de la formacin en la cual se usar la barrena. Vara de suave a dura:Para formacin suavePara formacin media suavePara formacin media duraPara formacin dura

Sistema De Rodamiento y Lubricacin De La Barrena En Ocho Clasificaciones.1.Con toberas para lodo y balero estndar2.De toberas para aire y/o lodo con dientes diseo en T y balero estndar3.Balero estndar con proteccin en el calibre4.Balero sellado autolubricable5.Balero sellado y proteccin al calibre6.Chumacera sellada7.Chumacera sellada y proteccin al calibre8.Para perforacin direccional9.Otras

Seleccin De Barrenas

Fuentes de vibraciones

BeneficiosHay disponible una variedad de puntas de barrena para diferentes tipos de sueloPermiten tomar muestras incluso en los suelos ms durosRpidas y fciles de usarAtraviesan ladrillos y resisten las piedrasPerfiles para anlisis prcticamente inalteradosFabricadas en acero no txico de alta resistenciaFciles de limpiar y muy robustasDisponibles en varias longitudes y dimetrosDisponibles en sets o individualmente, dependiendo del presupuesto y las necesidadesDisponibles con un amplio rango de mangos ergonmicos para ayudarte a perforar ms cmodamenteNo son adecuadas para lodos ni sedimentosLastra BarrenasLas lastra barrenas son utilizadas para aplicar peso en la barrena. Su gran grosor de pared, les provee de mayor resistencia al pandeo que la DP. El punto neutral que debe estar localizado en la parte superior de la seccin de lastra barrenas (nunca en la seccin de la DP), 75 a 85% (mximo), de la seccin de las lastra barrenas debe estar bajo compresin (esto incluir la HWDP, en caso de ser utilizada)> La parte baja de la seccin de la lastra barrena esta bajo compresin, y debido a esto esta sujeta a pandeo. Esto genera altos esfuerzos y posibles fallas por fatiga, particularmente en lasconexiones.

glosarioROP= velocidad de penetracinBHA=La porcin inferior de la sarta de perforacin, que consiste (desde el fondo hacia la superficie de un pozo vertical) en la barrena, la reduccin para la barrena, un motor de lodo (en ciertos casos), los estabilizadores, el porta mecha, la columna de perforacin pesada, los dispositivos que operan por golpes ("tijeras o percutores") y los cruces para las diversas formas de roscas. El arreglo de fondo de pozo debe proporcionar la fuerza para que

WOB=Peso sobre la barrena

bibliografa