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Desgaste de brocas de perforación utilizadas en los taladros de perforación de la empresa HP RIG No. 138

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL

SISTEMA DE EDUCACIÓN A DISTANCIA

CARRERA DE TECNOLOGÍA DE PETRÓLEOS

TEMA:

DESGASTE DE BROCAS DE PERFORACIÓN

UTILIZADAS EN LOS TALADROS DE PERFORACION

DE LA EMPRESA HP RIG No 138

TESIS PREVIA A LA OBTENCION DEL TITULO DE:

TECNOLOGO DE PETRÓLEOS.

AUTOR: MILTON DAVID AMORES BASSANTE

DIRECTOR: ING IRVING SALAZAR

QUITO – ECUADOR

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DECLARACION

Del contenido de la presente Tesis se responsabiliza el señor MILTON DAVID AMORES BASSANTE, todo el contenido del presente trabajo es de mi responsabilidad y autoría.

MILTON DAVID AMORES BASSANTE

C.I. 0502896616

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AGRADECIMIENTO

Agradezco a dios todo poderoso por haberme puesto en este gran camino, gracias a él estoy en donde estoy, he cumplido todos mis objetivos como estudiante y compañero, y sobre todo mi gran meta mi graduación.

A mis padres por su inmenso apoyo, que dios les bendiga siempre y les cuide, a mis dos hermanos son todo para mí que dios les proteja siempre y les guíe en sus estudios.

A mis profesores por todo ese sacrificio que han hecho para fijar mi destino a buenas manos, y ser un buen hombre, servir con bien a la sociedad sin hacer daño a nadie.

A mi director de tesis por sus sabios y buenos consejos que ha hecho que yo haga de este trabajo un fruto para que en un futuro sirva de ejemplo para los demás.

A la Universidad Tecnológica Equinoccial por abrirme sus puertas y permitir que conozca sus ideales, sus principios y su valores morales y por educarme como buen profesional.

DEDICATORIA

Esta tesis va dedicado para mis padres en especial ya que con su gran y magnifico esfuerzo han logrado que yo me supere y aun más que yo haya llegado hasta este final del camino, también quiero dedicar a mis lindos hermanos que con su apoyo moral han logrado este éxito tan querido por mi persona, y pues a mis profesores por su valiosa aportación MUCHAS GRACIAS.

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INDICE GENERAL

CARATULA……….1

DECLARACIÓN……….2

CERTIFICADO DEL DIRECTOR……… CARTA DE LA EMPRESA……….. AGRADECIMIENTO……….3

DEDICATORIA………..3

INDICE GENERAL………4

INDICE DE CONTENIDOS……….5

INDICE DE FIGURAS……….8

RESUMEN……….10

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INDICE DE CONTENIDO

Pag.

Introducción……… 1

CAPITULO 1

Antecedentes

Aspectos generales……….. 2

Objetivo general………. 4

Objetivos específicos Justificación

Idea a defender……… 5

Marco de referencia

Consideraciones generales………. 6

Consideraciones específicos Metodología

Diseño de investigación

Métodos de investigación……….. 7

CAPITULO 2

Geología

Formación Napo……….. 8

Formación Tena……….. 9

Formación Chalcana………. 10

Formación Arajuno

Formación Curaray……… 11

Formación Chambira

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6

Formación Tiyuyacu

Formación Tiyuyacu Inferior……….. 15

Formación Tiyuyacu Superior……….. 17

Conglomerados……… 19

Mineralogía……… 22

Propiedades Físicas……….. 23

Tipos de rocas……… 24

Origen Químico Origen Orgánico………. 25

Características……….. 26

CAPITULO 3 Brocas………. 29

Parámetros de las brocas………. 30

Tipos de brocas……… 32

Brocas tricónicas……….. 35

Componentes brocas tricónicas……….. 36

Funciones y características……… 37

Principios de diseño Código IADC……….. 39

Partes de una broca triconica……… 45,

Brocas PDC……….. 51

Tipos de PDC……….. 52

Cortadores PDC……….. 54

Tamaño de cortadores……… 55

Partes de una PDC……….. 57

Otros tipos de brocas PDC………. 59

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Brocas carburo de tugsteno……… 61

Brocas de cortadores fijos……… 63

Compacto de PDC………. 65

CAPITULO 4 Desgaste……… 77

Desgaste por vibración……… 78

Vibración lateral………. 79

Vibración de flexión……….. 81

Objetivos y metas para la evaluación del desgaste……… 82

Evaluación del desgaste ……… 83

Características del desgaste………. 86

CAPITULO 5 Conclusiones y Recomendaciones Conclusiones..……….. 121

Recomendaciones……… 122

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INDICE DE FIGURAS

CAPITULO 2

Tiyuyacu superior……….. 29

Tiyuyacu………30

CAPITULO 3 Broca Tricónica………..47

Partes de la broca tricónica……….50

Jets………..58

Insertos de carburo de tugsteno……….59

Broca tricónica dientes……….61

Brocas PDC………65

Cortadores PDC……….68

Partes de una broca PDC………70

Brocas cortadores fijos………77

Brocas policristalinicas………..78

Broca de diamante………..81

CAPITULO 4 Flexión de tubería y broca………97

Desgaste de la broca……….99

Desgaste de los cortadores………..100

Broca tricónica cortadores rotos………102

Broca tricónica embolada………105

Broca tricónica cono fisurado……….107

Interferencia de conos………..110

Cortadores astillados………112

Daño por chatarra………..118

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Boquillas tapadas……….124 Engranaje……….129

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RESUMEN

Este trabajo se ha realizado con el objetivo de investigar, analizar y profundizar el conocimiento de las brocas y su desgaste aplicando en la perforación de los pozos petroleros.

En el primer capítulo hablamos sobre cada uno de los objetivos que planteo en el trabajo, así como también su respectiva justificación.

El segundo capítulo, se habla sobre las formaciones que el taladro perforó desde luego con su descripción y estructura, con cada detalle que sucedió en la perforación y sus medidas correspondientes.

El tercer capítulo, defino todo lo que es las brocas sus tipos, las partes de cada una, como está constituida cada una, describiendo sus partes, describiendo brevemente la formación y su estructura.

El cuarto capítulo, habla sobre todo lo que el desgaste de brocas, los diferentes tipos de desgaste, las partes que se desgastan, cuales son las causas de los desgastes y sus posibles remediaciones.

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SUMMARY

this work has been performed in order to investigate, analyze and deepen the knowledge of applying wear bits and in drilling oil wells.

In the first chapter we talked about each of the objectives set out in the workplace, as well as their respective justification

The second chapter discusses the formations drilled hole course with its description and structure, with every detail that happened in drilling and related measures

The third chapter, I define all that is the drill their types, parts of each, as each one is made, describing its parts, briefly describing the formation and structure

The fourth chapter discusses everything you wear bits, different types of wear, parties wear, what are the causes of wear and possible remediation

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CAPÍTULO I

1.- Introducción

A lo largo de todos los años la tecnología ha ido avanzando en todo aspecto y aún mucho más en la tecnología del petróleo, en especial en los taladros y sus herramientas ya que esto es muy importante para el desarrollo de la economía y mucho para el desarrollo del pozo y su producción.

Como todos sabemos que las brocas son las herramientas más importantes para la perforación ya que estas están en contacto con el suelo, existen diferentes tipos de brocas que cada tipo son específicamente aplicadas para cierto tipo de formación.

Dentro de este aspecto de las brocas debemos tener un factor importante que es el tiempo de perforación, y la trayectoria del pozo ya que de esto depende la capacidad de producir y más aun el desgaste de las brocas, la selección correcta de las mismas porque esto es también una ganancia o pérdida económica para la empresa.

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1.1.- Antecedentes

Conociendo la geología subterránea, permite analizar las diferentes características que se tiene para utilizar los parámetros más adecuados para perforar. Por lo cual se tiene que conocer la geología estratigráfica del oriente y para este trabajo se va a considerar la estratigrafía en el pozo Lago Agrio, ya que esta ocasiona problemas al momento de perforar.

Los problemas que se presentan en las operaciones de perforación en el Ecuador son diversos entre ellos embolamiento en las arcillas y daños prematuros por la abrasividad de la formación Tiyuyacu. En los conglomerados siempre son diversos, los mismos que en mayor o menor grado inciden en el rendimiento de la broca situada al inicio del BHA (conjunto de fondo).

1.2 Aspectos generales de la geología de subsuelo del campo Lago Agrio

Desde los comienzos de la historia de la perforación este elemento ha jugado un papel demasiado importante en las operaciones con el taladro y sus avances en cuanto a diseño, materiales de construcción, etc., no deben inquietar, por lo tanto debemos estar al tanto de todo esto.

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La dificultad de su perforación depende de la formación de que se maneje existen desde luego formaciones duras en que debemos utilizar brocas más densas en PDC o con IADC mayores que permitan cortar rocas altamente abrasivas y duras mas grandes o más resistentes.

La perforación en formaciones duras produce altos niveles de vibraciones en el fondo, que aportan a la ruptura de los cortadores, y a veces estas vibraciones se suelen sentir en superficie.

Por esta razón e visto la necesidad de estudiar e investigar tan interesante tema en especial de las formaciones del Tiyuyacu, Tena, Napo en el campo Lago Agrio.

La perforación del conglomerado Tiyuyacu provoca el desgaste de los cortadores del cono y un posterior anillado por el efecto abrasivo de la matriz arenosa, por lo que es recomendable conocer la geología subterránea lo que permite utilizar parámetros adecuados de perforación, para evitar problemas al momento que se ingrese a esta formación.

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arenas limosas de grano variable, con intercalaciones de lutitas rojas y verdes. Su ambiente de deposición es continental con el material acarreado desde la Cordillera de los Andes.

Las principales facies litológicas descritas son:

-Conglomerados de la formación de Tiyuyacu que en su parte posterior se transforman en areniscas y arenas limosas

-Formaciones del Napo y Basal Tena

-Limonitas y arcillas.

1.2 Objetivo general

-Estudiar e investigar el desgaste de las brocas en los pozos de Lago Agrio y parte de La Formación Tiyuyacu, registrados en los trabajos realizados en los taladros de la empresa HP.

1.3. Objetivos específicos

-Conocer los parámetros para minimizar el desgaste de las brocas

-Conocer con detalles las partes de las brocas

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1.4. Justificación

Dentro de los trabajos de perforación está el costo de las brocas ya que este es otro factor que puede influir en los costos de perforación ya que las brocas son de lato costo, si estas tienen un desgaste prematuro es necesario parar los trabajos para proceder a cambiar y el trabajo se complica ya que tenemos que sacar toda la sarta y volver a meter nuevamente con una nueva broca.

Este estudio permitirá, conocer el desgaste de las brocas con lo cual se podrá seleccionar la broca adecuada para optimizar el tiempo uso de estos dispositivos así como el lodo de perforación y aplicación del peso o sobre la zarta de perforación.

1.5. Idea a defender

Como la broca es el elemento que rompe o perfora el subsuelo, se produce el desgaste sin embargo este desgaste puede ser prematuro por lo que es necesario analizar porque el desgaste de los diferentes tipos de brocas utilizadas comúnmente en la perforación de pozos de petróleo

1.6. Marco de referencia

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Estas consideraciones están relacionadas a la geología regional, tipo de formación del pozo, descripción de las brocas, datos de campo como desgaste de las brocas, tipos de brocas utilizadas.

- Geología regional

-Campo Lago Agrio

- Parámetros de brocas

Tipos de brocas FM519 Brocas más utilizadas PDC Partes de las brocas

- Fluidos de perforación

Objetivo del fluido Fluidos más comunes Volumen

-Operación

1.6.2. Consideraciones específicos

Descritos y tomando en cuenta todos los conocimientos teóricos a los constantes problemas de desgaste de las brocas de los pozos de Lago Agrio debemos tener muy en cuenta:

-Parámetros del lodo

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1.7. Metodología

1.7.1. Diseño de investigación

Este trabajo se realizará con fuente teórica, técnica e internet

1.7.2. Métodos de investigación

Método General

-Fuente teórica

Libros de perforación petrolera

Registros o historiales de un pozo que se haya perforado

-Internet

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CAPÍTULO II

2. Geología de subsuelo.-

2.1. FORMACIÓN NAPO

Esta formación aflora al Noreste del Puyo, específicamente al Norte de Shell y corresponde a una pequeña área de 2.414 metros 2, que representan el 0,08% del total provincial. Se presenta como una sucesión de lutitas negras, calizas grises a negras y areniscas calcáreas. Esta formación varía de espesor entre 200 y 700 metros. Esta fue depositada en ambiente marino en una cuenca de orientación Norte-Sur.

La formación se la dividió originalmente en tres unidades según su litología, fauna, en inferior, medio, superior y actualmente en base de datos de las perforaciones se reconoce una Napo Basal consistente de areniscas intercaladas, lutitas y calizas.

2.2. FORMACIÓN TENA

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La formación Tena sobre yace en forma concordante con Napo sin embargo existe un repentino cambio de facies, los sedimentos de Tena se tornan más finos y delgados hacia es este, lo que indica una procedencia occidental del material clástico.

Su litología se encuentra en forma dominante de lutitas con numerosas intercalaciones de areniscas y escasos conglomerados, margas y calizas arenáceas aparecen en menor cantidad. Su color en superficie es café-rojizo debido a la meteorización, en cambio fresco de las tonalidades negros, grises o verdosos.

Se han encontrado fósiles de (Sipiroplectammina, Buliminella, Porochara y Amblyochara) los cuales son escasos, pero dan indicios de una sedimentación en agua dulce o salobre, con delgados horizontes marinos.

La edad de la formación Tena es en gran parte Maestrichtiense además es indicadora de un cambio en la sedimentación Cretácica-Terciaria que marca una regresión marina y el proceso de levantamiento de una naciente cordillera.

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Sus afloramientos se encuentran hacia el Noroeste del Puyo entre los ríos Curaray y Cononaco, comprende un área de 176.433 metros2 que representa el 6,07%.

Esta formación comprende una secuencia de capas rojas de una variedad de arcillas rojizas abigarradas con yeso y parece cubrir en forma transicional a la Tiyuyacu. Las capas rojas de Chalcana presenta una fauna indicadora de un ambiente de agua dulce y una edad que va del Oligoceno al Mioceno inferior a medio.

2.5. FORMACIÓN ARAJUNO

Se presenta hacia el Oeste de la provincia en una dirección de Norte a Sur, ocupando 192.157 metros2, que representa el 6,61%. La formación Arajuno comprende una potente secuencia de más de 1.000 metros de espesor, la cual por su variación litológica ha sido dividida en tres:

Arajuno Inferior comprendida por capas de areniscas con conglomerados e intercalaciones de arcillas bentóniticas.

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Arajuno superior construida por capas de areniscas con lignitos.

2.6. FORMACIÓN CURARAY

Esta formación ocupa una gran parte de la zona Este de la provincia siendo la de mayor representatividad por lo que ocupa 766.328 metros2, que corresponde al 26,36%. Se encuentra compuesta de una serie potente de arcillas rojas-verdosas y azuladas bien estratificadas, localmente se encuentra yeso, alternando con areniscas de grano fino, horizontes tobáceos y con presencia de carbón-lignito su espesor en base a las perforaciones petroleras ha dado una potencia de 763 metros.

Esta contiene una abundante fauna que indica una depositación de agua dulce y ocasionalmente salobre dando una edad Mioceno Superior.

2.7. FORMACIÓN CHAMBIRA

Esta formación se localiza en el centro de la provincia con una dirección Norte-Sur ocupando una extensión de 350.792 metros2, que representan el 12,07%.

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unidades pero básicamente constituye un abanico de pie de monte consistente de sedimentos clásticos gruesos que se halla sobre yaciendo a la formación Arajuno y transgrediendo a la formación Curaray, además se hallan sedimentos fluviales depositados durante una intensa erosión de la cordillera al Oeste del Oriente. Su potencia se calcula entre unos 1.500 metros.

2.8. FORMACIÓN MESA

Se localiza en la parte central de la provincia, siguiendo una dirección Oeste-Este, Sur-Este y ocupa una extensión de 654.749 metros2, que representa el 22,52%.

Comprende una serie de terrazas disectadas compuestas por depósitos clásticos de origen volcánico de medios a gruesos los cuales han sido depositadas por procesos erosivos de la cordillera en forma torrencial, formado abanicos de pie de monte. Los materiales son más gruesos y potentes hacia la parte cercana a la cordillera, mientras hacia el Este van disminuyendo alcanzando los 100 metros de espesor.

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materiales diversos predominando areniscas tobáceas, arcillas, su superficie se halla menos disectada que los depósitos de la formación Mesa, hacia el Este van disminuyendo de potencia, altitud y su tamaño de grano.

2.8.1. ROCAS INTRUSIVAS

Se localiza en la parte Oeste de la provincia y ocupa 11.527 metros2, representa el 0.40% de rocas intrusivas, corresponde a una parte del batolito de Abitagua que se extiende hacia el Norte por lo menos en una extensión de 120 km desde Mera, casi hasta Baeza, a lo largo del flanco oriental de la cordillera.

Se encuentra compuesto de biotita rosada y crema, leucogranito y granodiorita, principalmente con ortoclasa como el feldespato dominante, pero en la parte Este del batolito, predomina la albita.

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Durante el mesozoico y parte del terciario inferior estuvo dividido en una cuenca miogeosinclinal de tras-arco hacia el Oeste y una plataforma positiva al Este. Se produce el levantamiento de la Proto Cordillera y una parte del Oriente durante el Cretaceo Superior, indicado por los clásticos de la formación tena.

Tectonismos y levantamientos en el cinturón Andino y fallamientos ocurrieron en el oriente, en la cual se fueron depositando sedimentos especialmente provenientes de agua dulce durante el neógeno. El cabalgamiento principal de la zona subandina tuvo lugar en el Mioceno superior al Plioceno. Las formaciones Arajuno y Chambira estuvieron comprometidos en un plegamiento mas amplio en la región, aun los depósitos de la formación Mesa del Plio-Pleistoceno deja ver los efectos de este fallamiento.

2.9. FORMACION TIYUYACU

Esta constituida por conglomerados guijarros y areniscas de cuarzo con intercalaciones de lutitas rojas y grises.

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se ha detectado una potencia de 700 m, en la Zona de Lago Agrio 420 m y 551 m a 25 m al Este de lago Agrio.

2.9.1. FORMACION TIYUYACU INFERIOR

Fue descrita en el campo Bermejo y en varios puntos de la carretera Quito-Lago Agrio, en el tramo Lumbaqui-Cascales,

Las principales facies litológicas descritas son:

Conglomerados: que predominan y están compuestos en su gran mayoría (90-95%) por cherts rojizos, cafés, negros y en menor proporción por cuarzo traslucido y blanco lechoso y cuarcita, con matriz que varia entre arcillosa, limosa y arenosa. Los colores están en la gama del amarillo-ocre, café-amarillento, café.

Micro conglomerados: arenosos amarillo-ocre y café amarillento.

Limolitas y arcillositas: algo limosas rojizas, café rojizas y plomizas con delgados niveles conglomeráticos y huellas de paleosuelo.

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cramaceo, en partes se presenta laminada, ocasionalmente se encuentra con biotita, con espesor variable métrico a decimétrico.

La formación está organizada en secuencias estrato y grano decrecientes, que se inician con conglomerados y terminan en limos o arcillas con alteraciones de paleosuelo.

Los conglomerados revelan el primer levantamiento de los Andes, ubicados a corta distancia del actual campo Bermejo como muestran los clastos angulosos de cherts con poco retrajamiento. Es la segunda etapa transpresiva andina desarrollada entre el Eoceno temprano a medio.

En un afloramiento junto a la carretera Quito-Lago Agrio entre la entrada al campo Bermejo y el puente sobre el rio Aguarico se observo una falla sin sedimentaria normal con rumbo NO, que corresponde al sistema de fallas normales en echelon.

2.9.2. FORMACION TIYUYACU SUPERIOR

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Litológicamente está conformada por conglomerados que se diferencian de los de Tiyuyacu Inferior por estar dominados totalmente por clastos en su mayoría redondeados de cuarzo blanco-lechoso y ocasionalmente translucido, con una proporción menor de cherts y cuarcitas, con estratificación cruzada formando canales.

Los colores varían entre amarillo, café amarillento, blanco plomizo y café-amarillento.

La matriz varía entre microconglomerática, arenosa, y limo-arcillosa.

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Formación Tiyuyacu Superior

Elaborado por: Milton Amores

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Formación Tiyuyacu

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: HP taladro.

2.10. CONGLOMERADOS

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En la composición de los conglomerados intervienen fundamentalmente tres factores: la litología de la zona de alimentación de la cuenca sedimentaria, clima y relieve de la zona sometida a erosión. El clima y la litología determinan que minerales terminaran formando parte del conglomerado, sea por alteración química o disgregación física de las rocas preexistentes.

El relieve determina con qué rapidez se producirá el proceso de erosión, transporte y sedimentación, ya que dependiendo de lo abrupto del terreno así existirá mayor o menor tiempo para que la alteración química de los minerales tenga lugar.

La clasificación de los conglomerados se hace en función de las características de estas rocas y del tipo de transporte que han sufrido los fragmentos. El agente de transporte más frecuente de estos materiales es el agua. Durante el curso de los ríos se producen clasificaciones de tamaño de los clastos, al ser diferente la energía cinética que se necesita para trasladar fragmentos igualmente diferentes; de esta forma se distingue la formación de los siguientes conglomerados.

2.10.1. Brechas

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origen diferente son las denominados brechas de escollera, estas se forman al pie de los acantilados por la acción del oleaje. Se distinguen muchas variedades de brechas: calcáreas, osíferas. Etc.

Existen rocas de aspecto muy similar a los conglomerados pero cuyo origen no es sedimentario, ejemplo de las brechas tectónicas o de las brechas volcánicas, cuya formación ha sido llevada a cabo por la acción de agentes geológicos internos.

2.10.2. Pudingas

Las pudingas son conglomerados formados por cantos redondeados, resultado de la acumulación de fragmentos que han sometido a la erosión durante un transporte prolongado. Las variaciones en las corrientes fluviales provocan que las pudingas se hallen frecuentemente interestratificados con areniscas.

2.10.3. Tillitas

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común en las costas Antárticas, que se formaron por acumulación de fragmentos procedentes de los icebergs.

2.10.4. Cherts

Roca sedimentaria formada por la substitución de camadas calcáreas por cuarzo criptocristalino granular, por aguas cargadas de sílica.

Es una variedad del cuarzo que se caracteriza por su color blanquecino y micro estratificación, no presenta traslucidez macroscópica, tiene dureza siete en la escala de Mohs y sirve como materia prima en la industria de la piedra tallada. Formada por precipitación química de sílice, que se caracteriza por ser maciza y de alta duración.

2.11. MINERALOGIA

Como minerales, las características individuales de cada roca varían mucho, tanto en apariencia, como en composición. Aun la arcilla parece ser una masa sin forma regular pero, en realidad, es una masa regular. La arenisca esta compuesta por una parte de silicio y puede tener kaolinita.

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perforación, así como su influencia en la selección de barrenas y en la velocidad de penetración.

La mineralogía es el estudio de la composición química, estructura cristalina, propiedades físicas y ocurrencia de los minerales. Un mineral se define como un sólido cristalino homogéneo que se forma a partir de los procesos inorgánicos de la naturaleza.

2.12. PROPIEDADES FISICAS

2.12.1. Clivaje

Son los bordes de separación en donde un material regularmente falla cuando se aplica una carga de compresión.

Términos como perfecto, desigual, duro y fácil se aplican a la habilidad para fracturarse de un mineral. Los minerales tienen diferentes niveles de clivaje en una o hasta tres direcciones.

2.12.2. Fractura

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2.12.3. Dureza

Se define como la habilidad de un material para ser rayado por otro. La escala de Mohs es la medida estándar. Utiliza el valor de 1 para el material más suave y para 10 el de más duro.

2.12.4. Tipos de rocas

Las rocas encontradas en la naturaleza se clasifican en ígneas, sedimentarias y metamórficas dependiendo de su forma de aparición.

2.12.5. Rocas sedimentarias

Para el caso de la perforación, las rocas sedimentarias cubren el 75% de la corteza terrestre y varían de centímetros a casi 12000 m de espesor. Por esta razón sólo se presentara una descripción general de su clasificación en función de su origen, tamaño y características principales.

2.12.6. Clasificacion por origen

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Las rocas clásticas se describen a partir de su forma y tamaño. La forma se define como angular, subangular o redondeada.

2.13. ORIGEN QUÍMICO

Las rocas sedimentarias de origen químico se forman en un lugar debido a reacciones inorgánicas de las sales disueltas o como resultado de los precipitados de la evaporación.

2.14. ORIGEN ORGANICO

Los materiales orgánicos forman un pequeño porcentaje de las rocas sedimentarias. Esas partículas se forman de plantas terrestres y marinas, y de los animales. Son ricas en carbón, y si existen condiciones muy especiales, este carbón puede transformarse en diamante y petróleo.

2.15. CARACTERISTICAS

2.15.1. Brecha

Fragmentos angulares cementados de otras rocas que crean una nueva roca compuesta cerca de las fallas.

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Se trata de una roca compuesta de fragmentos redondeados, menos angulares que las brechas, que se mantienen juntas por medio de un agente cementante como una lutita o una arcilla.

2.15.3. Calizas

Están compuestas, principalmente por carbonato de calcio o por materia orgánica como conchas o esqueletos, también como precipitados de agua de mar. Están formadas por grandes cantidades por materiales clásticos interdigitados.

2.15.4. Margas

Son lutitas calcáreas con grandes cantidades de conchas porosas y mezcladas con arcillas.

2.15.5. Dolomita

Es una caliza en donde la mayor parte de calcio ha sido reemplazado por magnesio.

Tiene una mayor porosidad que la caliza, aun que es más dura.

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Es un tipo especial de caliza, es suave, porosa, de color blanco o gris. En zonas donde está bien compactada, se vuelve más densa y tiene la perforabilidad de caliza.

2.15.7. Pedernal

Material síliceo, denso, y duro que se encuentra en forma de guijarros o en distintas capaz dentro de otras rocas.

2.15.8. Lutita

Estratos compactados de lodo y arcilla conforman una lutita. Las lutitas arenosas contienen arena, lutita calcárea y carbonato de calcio.

2.15.9. Arenisca

Cuando una masa de arena se cementa se vuelve una arenisca. La mayoría de las areniscas se encuentran comprimidas con fragmentos de cuarzo cementados con carbonato de calcio, sílice o arcilla. En la medida de que los granos se tornan más grandes, se aproxima a conglomerado.

2.16. IMPACTO GEOLÓGICO DE LA PERFORABILIDAD

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fuerza y una mayor velocidad de perforación. Muchos factores afectan la perforabilidad y, como resultado, comprendemos por qué la selección de las brocas y los parámetros de operación se evalúan continuamente buscando la optimización.

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CAPITULO III

3. Brocas

Broca.- Es una herramienta de corte que se localiza en el extremo inferior de la sarta de perforación y se utiliza para triturar o romper la formación durante el proceso de perforación rotatoria.

La broca es la herramienta clave para el ingeniero de perforación: su correcta selección y las condiciones óptimas de operación son las dos premisas esenciales para lograr el éxito en el proceso de perforación.

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3.1. Parámetros de las brocas

Teniendo en cuenta que la tecnología en las operaciones de perforación de pozos exploratorios cada día es más avanzada, es obligación estar al tanto de estos avances.

Todos los sistemas de perforación implementados en el mundo deben tener avances tecnológicos en esa herramienta necesaria como lo es la broca.

Desde los comienzos de la historia de la perforación, este elemento ha jugado un papel muy importante y sus avances en cuanto a diseño, materiales de construcción, etc. no deben inquietar, por lo tanto debemos estar al tanto de todo esto.

Es importante tener en cuenta que cada fabricante de brocas tiene sus propias especificaciones y codificaciones, pero tienen un objetivo común desarrollar una tecnología que nos permita avanzar en la perforación al menor costo posible y con las mejores condiciones de seguridad.

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hasta 1.080 mm y seis rangos intermedios. El peso de esta clase de brocas es de 1.080 a 1.575 kilogramos, lo cual da ideas de la robustez de la pieza.

El otro grupo de brocas, de 36 rangos intermedios de diámetros, incluye las 73 hasta 660 mm de diámetro, cuyos pesos acusan 1,8 a 552 kilogramos.

La selección del grupo de brocas que ha de utilizarse en la perforación en determinado sitio, depende de los diámetros de las sartas de revestimiento requeridas. Por otra parte, las características y grado de solidez de los estratos que conforman la columna geológica en el sitio determinan el tipo de brocas más adecuado que debe elegirse.

Generalmente, la elección de brocas se fundamenta en la experiencia y resultados obtenidos en la perforación de formaciones muy blandas, blandas, semiduras, duras y muy duras en el área y otras áreas. En el caso de un territorio virgen se paga el noviciado y al correr el tiempo se ajustara la selección a las características de las rocas.

3.2. Que se quiere en una broca:

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Durabilidad.- corridas largas.

Dirigibilidad.- seguir trayecto.

Estabilidad.- evita vibración.

3.4. Tipos de brocas

Originalmente, en los primeros años de la perforación rotatoria, el tipo común de broca fue la de arrastre, fricción o aletas, compuestas por dos o tres aletas. La base afilada de las aletas, hechas de acero duro, se reforzaba con aleaciones metálicas más resistentes para darle mayor durabilidad. Algunos tipos eran aletas reemplazables.

Este tipo de brocas se comportaban bien en estratos blandos y semiduros, pero en estratos duros el avance de la perforación era muy lento o casi imposible. El filo de la aleta o cuchilla se desgasta rápidamente por el continuo girar sobre roca dura, no obstante el peso que se le impusiere a la broca para lograr que penetrara el estrato.

Al surgir la idea de obtener una muestra cilíndrica larga (núcleo) de las formaciones geológicas, la broca de aleta fue rediseñada integrándole un cilindro de menor diámetro.

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diámetros y el núcleo, el diámetro igual al del cilindro interno de la broca, se va cortando a medida que la broca corta/ núcleo avanza.

A partir de 1909 la broca de conos giratorios hizo su aparición. Este nuevo tipo de broca gano aceptación bien pronto y hasta ahora es el tipo más utilizado para perforar rocas, desde blandas hasta duras y muy duras. Las brocas se fabrican de dos, tres o cuatro conos.

A través de la experiencia acumulada durante todos estos años, el diseño, la disposición y características de los dientes integrales o los de forma esférica, semiesférica o botón incrustado, tienden a que su durabilidad para cortar el mayor volumen posible de roca se traduzca en la economía que representa mantener activa la broca en el hoyo durante el mayor tiempo posible.

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Además, la disposición, el diámetro y las características de los orificios o boquillas fijas o reemplazables por donde sale el lodo a través de la broca, han sido objeto de modificaciones técnicas para lograr mayor eficacia hidráulica, tanto para mantener la broca en mejor estado físico como para mantener el fondo del hoyo libre de ripios que produce el avance de la broca.

Por los detalles mencionados se apreciará que la fabricación de brocas requiere la utilización de aceros duros y aleaciones especiales que respondan a las fuerzas de desgaste que imponen a las diferentes partes de la broca la rotación y el peso, la fricción, el calor y la abrasión.

Dentro de la gran gama de brocas utilizadas en la industria petrolera son normalmente mencionados:

Brocas tricónicas

Brocas compactas (PDC)

Brocas con insertos de tungsteno

Brocas especialmente diseñadas para corazonar.

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3.4.1. Brocas tricónicas

Las brocas de conos giratorios son unos de los más utilizados en la industria por su gran variedad.

El cuerpo de la broca consiste de una conexión de rosca con la cual se sujeta la broca de la tubería, los conos están montados sobre unos cojinetes, el lubricante para estos cojinetes y los sitios por donde pasa de manera continua el fluido de perforación con el propósito de limpiar el fondo del hueco de los recortes producidos por la operación de perforación

Uno de los propósitos de la forma del cuerpo de la broca es para que el fluido de perforación llegue de forma directa donde este hará más eficientemente su trabajo de limpieza.

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Broca Triconica

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Sitio web brocas triconicas

3.4.2. Las brocas tricónicas constan de tres componentes:

La estructura de corte o conos. Cojinetes.

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Brocas triconicas

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Sitio web brocas triconicas

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1.- Con las funciones de trituración y quiebre de las capaz de rocas, la broca tricónicas es ampliamente usada en varios tipos de formaciones rocosas.

2.- Usa engranajes aleados resistentes para aumentar la habilidad de protección contra descargas.

Los engranajes especialmente diseñados pueden asegurar la habilidad de corte y velocidad.

3.4.4. El Cuerpo de la Tricónica consiste de:

Una conexión roscada que une la broca con la tubería de perforación.

Tres ejes para los cojinetes en donde van montados los conos. Los depósitos que contienen el lubricante para los cojinetes.

Los orificios a través de los cuales el fluido de perforación limpia y transporta del fondo los recortes.

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Partes de la broca triconica

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

3.4.5. Principios de diseño de las brocas tricónicas

Las brocas tricónicas cuentan con tres conos cortadores que giran sobre su propio eje. Varían de acuerdo su estructura de corte, y pueden tener dientes de acero fresados o de insertos de carburo de tugsteno. Tambien cambian en función de su sistema de rodamiento que puede tener balero estándar, balero sellado, chumacera, etc.

La estructura de corte, o cortadores, está montada sobre los cojinetes, los cuales corren sobre pernos y constituyen una parte integral del cuerpo.

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La Asociación Internacional de Contratistas de Perforación ha desarrollado un sistema estandarizado para clasificar las barrenas tricónicas de rodillos (para rocas).

Se clasifican de acuerdo con el tipo (dientes de acero o inserto), la clase de formación para la cual fueron diseñadas (en términos de serie y tipo), las características mecánicas, y en función del fabricante. El sistema del fabricante permite hacer comparaciones entre los tipos de barrenas que ofrecen los fabricantes.

Para evitar confusión entre los tipos de barrenas equivalentes en relación con sus distintos fabricantes la IADC creó el sistema (código IADC), de clasificación de tres dígitos, como se relaciona a continuación.

El primer dígito. Identifica el tipo de estructura de corte y también diseño de estructura de corte con respecto al tipo de formación, como se indica a continuación.

1. Dientes fresados para formación blanda. 2. Dientes fresados para formación media. 3. Dientes fresados para formación dura.

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7. Dientes de inserto de tugsteno para formación dura. 8. Dientes de inserto de tugsteno para formación extra dura.

El segundo dígito. Identifica el grado de dureza de la formación en el cual se usará la barrena. Varía de suave a dura, como se indica a continuación:

Para formación suave

Para formación media suave

Para formación media dura

Para formación dura.

El tercer dígito. Identifica el sistema de rodamiento y lubricación de la barrena en ocho clasificaciones, como se clasifica a continuación:

1. Con toberas para lodo y balero estándar.

2. De toberas para aire y o lodo con dientes diseño en T y balero estándar. 3. Balero estándar con protección en el calibre.

4. Balero sellado autolubricable.

5. Balero sellado y protección al calibre. 6. Chumacera sellada.

7. Chumacera sellada y protección al calibre. 8. Para perforación direccional.

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Fig.2.2 Distribución de los conos de la broca.

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En las dos figuras 2.3 y 2.4. se muestra como el espacio entre los conos es un factor muy importante, en la determinación de la broca y depende del tipo de formación a perforar.

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Sitio web brocas triconicas

3.4.7. PARTES DE UNA BROCA TRICONICA

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Rodamiento

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Cono

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Brazo/grasera

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

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Jets

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

3.4.7. Broca tricónica con insertos de carburo de tugsteno

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Insertos de carburo de tugsteno

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Broca tricónica de dientes

Elaborado por: Milton Amores

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Broca tricónica insertos

Elaborado por: Milton Amores

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Broca tricónica dientes

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

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Broca tricónica insertos

Elaborado por: Milton Amores

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Broca tricónica ubicación de dientes

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

3.5. Brocas compactadas (PDC)

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diferentes clases de rocas. Durante los últimos años se viene experimentando y acumulando experiencia con la perforación con aire en vez de lodo.

Esta nueva modalidad ha introducido cambios en el tipo de broca requerida.

La variedad de tipos de brocas disponibles demuestra el interés que los fabricantes mantienen para que el diseño, la confección y utilización de brocas de perforación representen la más eficiente tecnología.

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MATRIZ DE CARBURO DE TUGSTENO

Elaborado por: Milton Amores

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MATRIZ DE ACERO

Elaborado por: Milton Amores

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Matriz de acero

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Estas brocas son utilizadas en formaciones duras y abrasivas. Presentan una variedad de estilos para perforación rotatoria y con motor de fondo. Están diseñadas en varios tamaños, grados y concentraciones de diamantes natural, dependiendo del uso específico que se la vaya a dar.

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Cortador PDC

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Cortadores PDC

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

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3.5.4. PARTES DE UNA BROCA PDC

Elaborado por: Milton Amores

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71 Elaborado por: Milton Amores Fuente: downhole

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

3.6. Otros tipos de brocas PDC

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Broca PDC

Elaborado por: Milton Amores

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Broca PDC

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

3.7. Materiales de fabricación de las brocas

3.7.1.Brocas con dientes de acero “Steel Teeth Hit’’

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BROCAS DE DIENTES DE ACERO

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Las brocas con dientes de acero son las más económicas, cuando se usan apropiadamente, pueden perforar por varias horas. Los fabricantes diseñan las brocas con dientes de acero para perforar formaciones blandas, medias y duras.

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En las brocas con insertos de carburo de Tugsteno, el fabricante introduce y presiona insertos muy duros de carburo de Tugsteno en huecos perforados en el cono de la broca. El Carburo de Tugsteno es un metal muy duro.

3.8.1. BROCA DE CARBURO DE TUGSTENO

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

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Las brocas para formaciones blandas generalmente perforan mejor con un peso moderado y altas velocidades de rotación. De otro lado, las brocas para formaciones duras usualmente perforan mejor con bastante peso y moderada velocidad de rotación.

3.9. Brocas de Cortadores Fijos “Fixed Cutter Bit”

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Fuente: Downhole

3.10. Brocas Policristalinicas “PDC Bits

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

La broca PDC tiene cortadores hechos de diamantes artificiales y de Carbono de Tugsteno. Cada cortador hecho de diamante y Carbono de Tugsteno se conoce como compacto.

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Las brocas PDC son bastante costosas, sin embargo, cuando se usan apropiadamente, pueden perforar en formaciones blandas, medianamente duras o duras por varias horas y sin fallar.

Ventajas:

Alta velocidad de perforación

Potencial de Larga vida

3.10.1. Compacto de PDC “PDC Compact”

La capa de un compacto de PDC es muy fuerte y bastante resistente al desgaste.

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

La parte de Carburo de Tungsteno le da al compacto de PDC alta resistencia al impacto, reforzando las propiedades de resistencia al desgaste de los cortadores.

3.10.2. Brocas de Diamantes “diamond”

Los fabricantes hacen las brocas de diamantes a partir de diamantes industriales.

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Broca de diamante

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Los diamantes son una de las sustancias más duras conocidas; algunos tipos de diamantes son:

a) Regular b) Premium

c) Octahedro pulgadas d) Carbonado

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3.10.3. ELEMENTOS DE CORTE – DIAMANTE NATURAL

Diamante natural de corte

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Diamantes Naturales Tamaño

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La broca de diamantes rompe la formación comprimiéndola , cortándola o rapándola. El diamante actúa como una lija, desgastando la formación.

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Los fabricantes embeben el diamante en la matriz de metal que conforma la cabeza de la broca. Las brocas de diamantes son costosas, sin embargo, cuando se usan adecuadamente, pueden perforar por muchas horas sin fallar.

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incrustado en el cuerpo de las brocas, con diferentes densidades y diseños como se clasifican en el código IADC.

El uso de estas brocas es limitado en la actualidad salvo en casos especiales para perforar formaciones muy duras, y cortar núcleos de formación con corona de diamante natural.

Otro uso práctico es la aplicación de brocas desviatorias (Side Track), para desviar pozos en formaciones muy duras y abrasivas.

El mecanismo de corte de este tipo de brocas es por fricción y arraste, lo cual genera altas temperaturas.

El tipo de diamante utilizado para su construcción es el diamante en su forma natural y no comercial, el tamaño varía según el tipo de diseño de la propia broca, entre más dura y abrasiva sea la formación más pequeño será el diamante que se debe usar.

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El diamante natural es una forma cristalina y pura de carbón con una estructura cúbica y de cristal.

Es el material más duro y hasta ahora conocido y en su forma natural el 80% de los diamante es para uso industrial, mientras que solo el 20% son para gemas de calidad tras varios procesos de limpieza y depuración.

Parámetros que se hizo en la formación Tiyuyacu, sección de 12 ¼ pulgadas.

Para perforar la sección de 12 ¼ pulgadas, se armó y bajó sarta direccional con broca PDC,FM 3563Z serie No 10977764, esta broca perforó aproximadamente 2657 pies desde la formación Orteguaza a la Tiyuyacu, se realizó drill out con parámetros controlados, se perforó 10 pies de formación y se realiza cambios de lodo.

Se inició la perforación con parámetros controlados, los mismos que se fueron optimizando gradualmente. Se perforó con buen desempeño llegando a obtener una alta rata de penetración.

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direccionales que se requiere. Direccionalmente se mantiene inclinación de acuerdo al plan.

A 7810 pies se realizó control de parámetros para ingresar al conglomerado superior de Tiyuyacu, cuya formación fue encontrada a 7854 pies.

Este control fue extendido hasta 8020 pies cuando ya se encontraba fuera del mismo.

Aproximadamente a 8871 pies se tiene decremento de la rata de penetración (ROP) debido a la presencia en su totalidad de arcilla plástica, lo que frenaba el avance.

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Broca PDC utilizada

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

Esta sección se perforó una longitud de 1537.85 pies con una broca FM3563Z, serie No 10971986 R1

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Los primeros pies se perforan con ROP controlada, hasta poder llegar al objetivo deseado, tener 100% de formación y poder alejarse del hueco original. A 6612 pies se aumentó el peso sobre la broca (WOB) para poder obtener incremento en el avance y a través de esto obtener mayor desempeño e ir separándose del agujero original de acuerdo al plan direccional planeado para side track.

Durante la perforación se controló sobrecarga de resortes en el anular, y además se estuvo pendiente de que los parámetros no indiquen anomalías en la perforación. A 7810 pies se realizó control de parámetros para ingresar a conglomerado superior de Tiyuyacu, cuya formación fue encontrada a 7830 pies, este control se extendió hasta 8016 pies, cuando ya se encontraba fuera del mismo.

Se observó, que al tener presencia en su totalidad de arcilla en la formación la rata de penetración tiende a bajar, pero cuando aparecen lentes de limonita la rata sube notoriamente.

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La broca contaba con 4 jets de 13/32 pulgadas y 4 jets de 12/32 pulgadas, resultados un TFA= resultado de todos los jets de 0.960 alcanzando presiones de hasta 3500 psi. Al salir la broca a superficie esta muestra desgaste natural en todo su frente de ataque, siendo este mínimo, obteniendo una calificación de 1 para los cortadores internos y 1 para los externos. La broca se encuentra en calibre y en estado Re-usable, y el motivo de salida de esta a superficie es por cambio de power drive.

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Broca FM3563Z serie No 10971986 R2

Con esta broca se perforó una longitud de 1537.66 pies, se perforó 1104 pies en las formaciones Tiyuyacu y Conglomerado. Durante la perforación se tienen variaciones en la ROP debido a cambios formacionales, obteniéndose buena respuesta en el avance cuando la formación está compuesta por limonita, arena o conglomerado, cabe recalcar que estas bruscas intercalaciones fueron la principal razón del desgaste obtenido en la broca, además del largo recorrido

acumulada por esta, atravesando formaciones abrasivas como el

conglomerado.

El alto torque que se manejó en la perforación, ocasionó que la rotaria del Top Drive se pare, provocando que se trabaje con menor peso sobre la broca (controlando este parámetro de manera constante), este problema se torna mucho más fuerte en los últimos pies de la corrida, originando que en ocasiones no se pueda aplicar WOB. Se controla parámetros y ROP para la entrada al Conglomerado, cuyo tope se determina a 9538 pies.

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CAPÍTULO IV

4 Desgaste.-

El desgaste es el daño de la superficie por remoción de material de una o ambas superficies sólidas en movimiento relativo. Es un proceso en el cual las capas superficiales de un sólido se rompen o se desprenden de la superficie. Al igual que la fricción, el desgaste no es solamente una propiedad del material, es una respuesta integral del sistema. Los análisis de los sistemas han demostrado que 75% de las fallas mecánicas se deben al desgaste de las superficies en rozamiento. Se deduce fácilmente que para aumentar la vida útil de un equipo se debe disminuir el desgaste al mínimo posible.

4.1DESGASTE POR VIBRACION

4.1.1.Poco rebote

4.2.2.CAUSAS

Bit/Formación Interacción

Patrón multilobular de bits de RC WOB Variación

4.2.3.CONSECUENCIAS

La carga de impacto de cortadores, sellos y rodamientos

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4.2.4.DETECCION

El movimiento axial de la cadena en la superficie a poca profundidad Temblor de equipos de elevación a poca profundidad

El uso de sensores de fondo de pozo de choque para montar el eje Z (DDS) Dientes rotos / Inserción y sangría Camino de rodadura en Bits RC

Cortadores de la nariz rota en pedazos PDC

4.2.5. ACCIONES CORRECTIVAS

Disminución de WOB y / o RPM Disminuir

Si persiste Stop, Pick up y reiniciar con bajas RPM y WOB hasta que se acuesta Bit in

4.2.6.OTRAS SOLUCIONES (Post Run)

Poco menos agresivo

Use Sub choque si se ejecuta con RPM correcta, WOB y el ROP

4.3. VIBRACION LATERAL

4.3.1. Torbellino

Remolino poco es un fenómeno que ocurre cuando el centro instantáneo de rotación de la broca no es su centro geométrico

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Se encontró que era responsable de la mayoría de los efectos relacionados con el desgaste que ocurre en pedazos PDC.

Remolino puede ocurrir en el poco o todo el BHA, hacia adelante o hacia atrás Remolino puede ocurrir giro hacia atrás es perjudicial para el rendimiento.

4.3.2. GIRO HACIA ATRÁS

Poco o Torbellino BHA

Rotación excéntrica alrededor de un punto que no sea el centro geométrico Causada por Bit o engranajes BHA / pozo

Resultados en rotación hacia atrás de los puntos de circunferencia (punta de la cuchilla, por ejemplo)

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4.3.3. POTENCIALES CONSECUENCIAS

Measurement While Drilling / BHA fallos de herramientas de componentes localizada Tooljoint / Estabilizador desgaste (Manchas planas).

Impacto de los daños en la parte posterior de las hojas debido a las versiones anteriores

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Broca PDC

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.4. Vibración de flexión

Flexión de la tubería de perforación generan vibraciones laterales

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Flexión de la tubería y broca PDC

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.5. OBJETIVOS PARA LA EVALUACION DEL DESGASTE

1.- Mejorar la selección de brocas.

2.- Mejorar el rendimiento de la perforación.

3.- Optimizar los criterios para sacar una broca y asi minimizar los costos de perforación

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4.6. METAS DE LA EVALUACION DE LAS BROCAS

1.- Desarrollar un sistema de evaluación de brocas tricónicas y de cortadores fijos (PDC) que muestre una imagen mental de la condición física de la broca usada.

2.- Un sistema suficientemente útil y fácil que las personas del medio lo usen

4.7. EVALUACION DEL DESGASTE DE LA BROCA

1.- Estructura de corte interna (todas las hileras internas)

2.- Estructura de corte externa (hileras del calibre solamente)

3.- Característica del desgaste principal (use códigos de estructura de corte)

4.- Ubicación (donde ocurre la característica del corte)

5.- Cojinetes/sellos (condición de los conos)

6.- Calibre (diámetro final del calibre)

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8.- Razón de sacada (porque finalizo la carrera)

Desgaste de la broca

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.7.1 MEDIDA DE LA ALTURA DE LOS DIENTES

1.- Estructura de corte interna (todas las hileras internas)

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Desgaste de los cortadores

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

En brocas de insertos:

-Por desgaste

-Por pérdida de insertos

-Roturas de insertos

A continuación una breve descripción del desgaste de la broca

(101)

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Desgaste de los cortadores

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

0 NO DESGASTE

1 13% DESGASTE

2 25% DESGASTE

3 38% DESGASTE

4 50% DESGASTE

5 63% DESGASTE

6 75% DESGASTE

7 88% DESGASTE

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4.8. CARACTERISTICAS DEL DESGASTE

4.8.1.BC – CONO ROTO

-Interferencia de conos

-Se dejo caer la broca

-La broca golpeó un borde durante un viaje o conexión

-Fragilidad por H2S

Broca tricónica cortadores rotos

(103)

103

Fuente: Downhole

4.8.1. BT – DIENTES / CORTADORES ROTOS

-Broca corrida sobre chatarra

-Broca golpeada o se dejo caer

-Excesivo WOB (hileras internas)

-Excesivas RPM (hileras externas)

-Inapropiado asentamiento

-Formación muy dura.

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104

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

(105)

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4.8.2.BU – BROCA EMBOLADA

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.2.BU- Broca Embolada

-Pobre hidráulica

-Propiedades del lodo

-Forzar la broca contra la formación con las bombas apagadas.

(106)

106

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107

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.3. CC – CONO FISURADO

-La broca corrió sobre basura

-La broca fue golpeada sobre un saliente

-Se dejo caer la broca

-Recalentamiento de la broca

-Reducción del grosor de la carcaza del cono debido a erosión

(108)

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Broca tricónica cono fisurado

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.4. CD – CONO ARRASTRADO

-Falla de cojinete

-Conos trabados por chatarra

-Broca fue forzada en un hoyo de menor tamaño y causó CI

-Embolamiento

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Cono Arrastrado

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.5. CI – INTERFERENCIA DE CONOS

-Repaso de un hoyo bajo calibre con excesivo peso

-Forzar la broca en un hoyo de menor diámetro

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.6. CT – DIENTES / CORTADORES ASTILLADOS

-Vibración de la sarta

-Impacto

-Interferencia de conos

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112

(113)

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.7. CR- BROCA CORONADA

-Abrasividad de la formación desgasta la estructura de corte en las narices de los conos

-Asentamiento inapropiado

-Erosión de la nariz del cono

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.8. ER – ESTRUCTURA DE CORTE EROSIONADA

-Contacto de una formación abrasiva con la carcaza del cono (“traking”, “gyration”, excesivo WOB)

-Retrituración de ripios debido a pobre hidráulica

-Excesivos regímenes de flujo

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116

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.9. HC – AGRIETAMIENTO TERMICO

-Los conos han sido arrastrados

-Repasos de hoyos ligeramente reducidos a altas RPM

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118

Insertos de carburo agrietamiento térmico

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.10. JD – DAÑO POR CHATARRA

-Chatarra caída desde superficie

-Chatarra caída del ensamblaje de fondo

-Chatarra dejada por una broca corrida anteriormente

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Daño por chatarra

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.11. LN – BOQUILLAS PERDIDAS

-Instalación inadecuada de la boquilla

-Boquilla inapropiada

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Boquillas perdidas

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.12. LT – CORTADORES / INSERTOS DESPRENDIDOS

-Erosión de la carcaza del cono

-Agrietamiento de la carcaza del cono

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.13. PB-BROCA CONTRAÍDA

-La broca es forzada en un hoyo reducido

-Broca tricónica que es forzada en hoyo previamente perforado por una broca de cortadores fijos

-Forzar la broca a través de un revestidor con un “drift” no apropiado menor a su diámetro

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Broca contraída

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.14. PN – BOQUILLAS TAPADAS

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-Basura en los tanques de lodo

-Basura proveniente de un motor de fondo y/o MWD

-Sellos de las bombas

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Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.15. RG – CALIBRE REDONDEADO

-Perforar una formación abrasiva con demasiadas RPM

-Repaso de un hoyo reducido

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Calibre redondeado

Elaborado por: Milton Amores

Fuente: Downhole

4.8.16. SD-DAÑO DEL FALDÓN

-Basura en el hoyo

-Broca “pinched”

-Hidráulica pobre

Referencias

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