Curso perf. direccional, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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Diseño

de Sartas

y

Perforación^ Direccional (Teoría – Diseño – Cálculos)

Prep:

Jairo C. Molero

Diseño de Sartas y Perforación Direccional

OBJETIVO GENERAL

™

Analizar

y

describir

las

distintas

características, funciones y componentesinvolucrados en el Diseño de la Sarta dePerforación, así mismo,

las diferentes

causas, conceptos, herramientas, tipos,métodos

y

técnicas

utilizadas

en

el

Diseño de un Pozo Direccional

OBJETIVO

‰

Diseñar

los

componentes

que

conforman una Sarta de Perforación,considerando

todos

las

variables

involucradas para tal fin, de manerade garantizar los factores mecánicosnecesarios para la obtención de unamejor eficiencia de la perforación yde la conclusión de un hoyo útil

CONTENIDO

ƒ^

Funciones y Componentes de una Sarta de Perforación ƒ^

Características y propiedades mecánicas de un BHA ƒ^

Factores involucrados en el Diseño de un BHA, así como en sus conexiones ƒ^

Optimización de los factores mecánicos. Cálculos del No. de Barras o DC´s. Prueba de Perforabilidad (Drill off Test) ƒ^

Mecanismo de aplicación en pozos verticales y pozos desviados ƒ^

Tubería de Perforación. Clasificación y Propiedades Mecánicas involucradas en el diseño. Resistencia a la Tensión. Cálculos ƒ^

Cálculo de Máxima Sobre Tensión (Over Pull). Número de vueltas para realizar un back off (desenrosque) ƒ^

Longitud máxima alcanzable con una y dos tipos de tuberías. Cálculos

Componentes:

Barras ó botellas de perforación (drill collars) ƒ

Tubería de transición (hevi-wate) ƒ

Tubería de perforación (drill pipe) ƒ

Herramientas especiales

Substitutos ƒ

Cross-over ƒ

Estabilizadores ƒ

Martillos ƒ

Motores de fondo ƒ

Turbinas ƒ

Camisas desviadas (bent housing) ƒ

MWD / LWD

Otras herramientas (cesta, ampliadores, etc)

SARTA DE PERFORACIÓN

SARTA DE PERFORACIÓN

Barras o Botellas

Tubería de Transición

Tubería de Perforación

Cálculo del Peso de las Barras (Botellas ó DC´s)

Barras ó DC´s lisas

Pb (lbs/pie) = 2,67 (OD - ID )

Barras ó DC´s espiraladas

Pb (lbs/pie) = 2,56 (OD - ID )

SARTA DE PERFORACIÓN

2

2 2

2

1 /

1 /

2

2 /

2 /

2

/^

3

3 /

3 /

Diámetro interno (pulg)

107116125

6 /6 /^7 Diámetroexterno

(pulg)

3 4

3

4

1

2

1

4

1

2

1

2

13

16

1

4

1

2

105114123

102111120

(^99108117)

(^96105114)

(^91100110)

(^8998107)

(^8593103)

808998

SARTA DE PERFORACIÓN

SARTA DE PERFORACIÓN

Tubería pesada

Propósito: •^

Servir de zona de transición para minimizar cambiosde rigidez y reducir fallas.

Fácil manejo en el equipo

de perforación

SARTA DE PERFORACIÓN

Substitutos

36”

12½”

Caja x espiga

Caja x espiga Substituto de junta Kelly con protector

36”

36”

36”o 48”

Caja x espiga

Espiga x espiga

Substituto de diámetro externo recto.Caja x caja

36”o 48”

Caja x caja

36”

Espiga x caja

36”

Caja x espiga

48”

48”

Espiga x espiga

Caja x espiga

Substituto de sección reducida

Definición: Herramientasauxiliares que seutilizan para enlazarherramientas ytuberías que no soncompatiblescon el tipo deconexión

SARTA DE PERFORACIÓN

Motor de desplazamiento positivo:

-^

Definición: Herramienta utilizada en elBHA a fin de incrementar lasRPM en la broca

SARTA DE PERFORACIÓN

Turbina de fondo

-^

Definición: Unidad de multi-etapas dealabes, la cual se utilizapara incrementar las RPMa nivel de la broca.Utilizado por por primeravez en la Unión Soviética.

SARTA DE PERFORACIÓN

Lubinsky y Woods:

Diámetrohoyo útil

DM+DMB

2

Patrón en el fondo de la mechaPatrón en el tope de la mecha X = Diámetro de la mechaX^1

= Diámetro de hoyo efectivo

Diámetro del hoyo útil

Ecuación: DHU =

DM + DMB

2

Según Robert Hoch: Diam. Min. Barras = 2 Diam. Coup. Rev. – Diam. Mecha

SARTA DE PERFORACIÓN

Longitud de las barras (botellas ó drill collars)

Métodos: •^

Factor de flotación

-^

Ley de Arquímedes

-^

Fuerza Areal

P

-PS

SM

P

SM P

SM

<PB (^) (A)

P

-PS

SM

P

SM P

SM

PB (^) (B)