Diseño de mechas

V. DISENO DE MECHAS DE PDC ˜

El diseño de las mechas de PDC requiere, en gran parte, la elección de un término medio que permita reconciliar los varios factores que pueden estar en conflicto, dentro de un estrecho marco de limitaciones fundamentales. Las características que pueden resultar óptimas bajo ciertas circunstancias podrían no serlo bajo otras condiciones. Recordemos que la mecha dePDC es un dispositivo mecánico diseñado para transmitir energía, a fin de perforar rocas. A pesar de su pequeño tamaño, la mecha debe diseñarse para que transfiera más energía de la que genera el motor de alto rendimiento de un automóvil de carreras. En esta sección resumimos los factores clave que tienen en cuenta los ingenieros al diseñar las mechas Hycalog de PDC y explicamos la importancia decada factor. Antes de seguir adelante, sin embargo, el lector debe revisar en las Figs. 5.1 y 5.2 la nomenclatura de las mechas para familiarizarse con los diversos puntos de referencia.

MECHAS DE PDC CON CUERPO DE MATRIZ
Impregnaciones de Diamentes Boquilla Intercambiable Aleta Espacio para Desalojar el Ripio Cortador de PDC Cono Trompa Cortador de la Cara Flanco Cortador del Calibre CalibreNúcleo de Acero Ranura para Quiebra Mecha Bisel Cara de Enrosque Recinto del Vástago Vástago Espiga de Conexión API Matriz de Carburo de Tungsteno Capa de Diamantes del Calibre Ranura para Soldar

Boquilla Intercambiable

MECHAS CON CUERPO DE ACERO
Espacio para Desalojar el Ripio Cortador de PDC Aleta Poste Impregnado de Diamantes Naturales Boquilla Intercambiable Cortador de la Cara Cortadordel Calibre Insertos del Calibre

FIGURA 5-2

5.1 PERFIL
Conos

Cono

Trompa Flanco

Calibre

Vástago Ranura para Quiebra Mecha Cara de Enrosque Espiga de Conexión API Bisel Recinto del Vástago FIGURA 5-1

Los conos le imparten estabilidad a la mecha cuando ésta perfora porque, generalmente, las fuerzas generadas por los compactos de diamantes policristalinos (PDC) la hacen giraralrededor de su eje central. El resultante cono central de roca contribuye aún más al efecto estabilizador, ya que evita que la mecha se desvíe del eje central. Los conos tienen menos concentración de cortadores de PDC que el resto de la cara de la mecha, ya que el cono de roca no queda confinado y es más fácil de remover. Hacia el centro, además, se remueve menos roca por cada revolución de lamecha.

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V. DISENO DE MECHAS DE PDC ˜

Trompa La nariz de la mecha es la porción de la cara más distante de la espiga. Es, pues, la primera parte de la mecha que encuentra los cambios de las formaciones cuando se perforan pozos verticales o casi verticales. Por eso, lo deseable es que la trompa tenga muchos cortadores, a fin de evitar las sobrecargas en las zonas de transiciónde formaciones blandas a más duras. Flanco El flanco (talud) de la mecha es la sección situada entre la nariz y el calibre. Proporciona cierto grado de estabilidad y su longitud suele depender de la concentración necesaria de cortadores. Las mechas diseñadas para aplicaciones difíciles que requieren gran número de cortadores, generalmente tienen flancos más largos que las destinadas a perforarformaciones blandas. Sin embargo, una alternativa que permite aumentar el número de cortadores sin alargar el flanco consiste en aumentar el número de aletas. Region del Diámetro Exterior (ODR) El ODR es la parte de la mecha en la que el radio del extremo del flanco conduce al calibre (diámetro exterior máximo). Esta zona es muy importante, especialmente en aplicaciones de alta velocidad de rotacióncon motor o turbina pozo abajo, ya que los cortadores deben resistir los efectos de la alta velocidad a causa de su posición radial en la cara de la mecha. Aunque la velocidad angular de los cortadores del calibre es la misma que la de los cortadores de la trompa, su velocidad tangencial es más alta porque es función de su localización radial.

5.2 EJEMPLOS DE PERFILES Mechas de Perforación...