TESIS DISEÑO DEL PROGRAMA DE BROCAS
Páginas: 40 (9758 palabras)
Publicado: 15 de febrero de 2016
CAPÍTULO 1
1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1. Brocas
Es la herramienta de corte localizada en el extremo inferior de la sarta de perforación y se utiliza para triturar y/o cortar las formaciones del subsuelo durante el proceso de perforación.
1.1.1. Principios
Durante la perforación, las brocas funcionan bajo un principio esencial: vencer los esfuerzos de corte y de compresión de la roca. Paracumplir este propósito los dientes de la broca, en el caso de la tricónica, deben incrustarse en la formación y posteriormente cortarla cuando se desplaza dentro de la misma. En el tipo PDC el proceso se cumple mediante el cizallamiento generado por los cortadores de la broca que vencen la resistencia de la formación. Por esta razón se distinguen dos tipos fundamentales de brocas: de dientes y dearrastre.
El trabajo de la broca dependerá del tipo y características de la roca que se desea cortar, principalmente en función de la dureza, factor que resulta importante para clasificar las brocas.
1.
1.1.1.
1.1.2. Tipos
Los tipos de broca más utilizados para la perforación de pozos petroleros en nuestro país, se clasifican de la siguiente manera:
Brocas Tricónicas
Están formadas por tres conoscortadores que giran sobre su propio eje. Varían de acuerdo con la estructura de corte, pueden tener dientes de acero fresados o de insertos de carburo de tungsteno y cambiar en función de su sistema de rodamiento. Las brocas tricónicas constan de tres componentes:
La estructura de corte o conos.
Cojinetes.
Cuerpo de la broca.
La Estructura de Corte o Conos
Las brocas tricónicas emplean dostipos de estructura de corte:
Dientes de Acero (ST): Se fabrican a partir de piezas forjadas de aleación de acero con níquel, molibdeno y cromo. Las brocas con dientes de acero son las más económicas; cuando se usan apropiadamente pueden perforar por varias horas y se diseñan para trabajar en formaciones blandas, medias y duras.
Dientes con Insertos de Carburo de Tungsteno (TCI): En estas brocas elfabricante introduce insertos duros de Carburo de Tungsteno aplicando presión en huecos perforados en el cono de la broca. Su tiempo de vida útil es mayor debido a que el Carburo de Tungsteno es más resistente al desgaste durante la perforación que el acero. Este tipo perfora desde formaciones blandas, medianas, hasta muy duras.
FIGURA 1.1 ESTRUCTURAS DE CORTE
FIGURA 1.2 BROCA TRICÓNICA PARAFORMACIONES DURAS
En general, la estructura de corte está montada sobre los cojinetes, que rotan sobre pernos y constituyen una parte fundamental del cuerpo de la broca.
Cojinetes
Permiten a los conos girar alrededor del cuerpo de la broca. Se clasifican en dos tipos principales:
Cojinete a rodillos: posicionados de tal forma que soporten la carga radial.
Cojinete a fricción (journal): es unperno sólido unido a la superficie interna del cono que se convierte en el principal elemento del cojinete que soporta la carga radial.
FIGURA 1.3 TIPOS DE COJINETES
Cuerpo de una Broca
Uno de los propósitos del cuerpo de la broca es dirigir el fluido de perforación para lograr una limpieza más efectiva en el fondo del pozo. Anteriormente, los orificios en el cuerpo estaban ubicados paradirigir el fluido de perforación de forma tal que limpiaban los conos de la broca. En la actualidad, la mayoría de las brocas son del tipo a chorro, donde el fluido apunta hacia el fondo del pozo.
FIGURA 1.4 CUERPO DE BROCA TRICÓNICA
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 losconos.
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.
La siguiente figura muestra las partes constitutivas de una broca tricónica.
FIGURA 1.5 PARTES DE UNA BROCA TRICÓNICA
El Código IADC para Brocas Tricónicas
La Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (IADC)...
1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1. Brocas
Es la herramienta de corte localizada en el extremo inferior de la sarta de perforación y se utiliza para triturar y/o cortar las formaciones del subsuelo durante el proceso de perforación.
1.1.1. Principios
Durante la perforación, las brocas funcionan bajo un principio esencial: vencer los esfuerzos de corte y de compresión de la roca. Paracumplir este propósito los dientes de la broca, en el caso de la tricónica, deben incrustarse en la formación y posteriormente cortarla cuando se desplaza dentro de la misma. En el tipo PDC el proceso se cumple mediante el cizallamiento generado por los cortadores de la broca que vencen la resistencia de la formación. Por esta razón se distinguen dos tipos fundamentales de brocas: de dientes y dearrastre.
El trabajo de la broca dependerá del tipo y características de la roca que se desea cortar, principalmente en función de la dureza, factor que resulta importante para clasificar las brocas.
1.
1.1.1.
1.1.2. Tipos
Los tipos de broca más utilizados para la perforación de pozos petroleros en nuestro país, se clasifican de la siguiente manera:
Brocas Tricónicas
Están formadas por tres conoscortadores que giran sobre su propio eje. Varían de acuerdo con la estructura de corte, pueden tener dientes de acero fresados o de insertos de carburo de tungsteno y cambiar en función de su sistema de rodamiento. Las brocas tricónicas constan de tres componentes:
La estructura de corte o conos.
Cojinetes.
Cuerpo de la broca.
La Estructura de Corte o Conos
Las brocas tricónicas emplean dostipos de estructura de corte:
Dientes de Acero (ST): Se fabrican a partir de piezas forjadas de aleación de acero con níquel, molibdeno y cromo. Las brocas con dientes de acero son las más económicas; cuando se usan apropiadamente pueden perforar por varias horas y se diseñan para trabajar en formaciones blandas, medias y duras.
Dientes con Insertos de Carburo de Tungsteno (TCI): En estas brocas elfabricante introduce insertos duros de Carburo de Tungsteno aplicando presión en huecos perforados en el cono de la broca. Su tiempo de vida útil es mayor debido a que el Carburo de Tungsteno es más resistente al desgaste durante la perforación que el acero. Este tipo perfora desde formaciones blandas, medianas, hasta muy duras.
FIGURA 1.1 ESTRUCTURAS DE CORTE
FIGURA 1.2 BROCA TRICÓNICA PARAFORMACIONES DURAS
En general, la estructura de corte está montada sobre los cojinetes, que rotan sobre pernos y constituyen una parte fundamental del cuerpo de la broca.
Cojinetes
Permiten a los conos girar alrededor del cuerpo de la broca. Se clasifican en dos tipos principales:
Cojinete a rodillos: posicionados de tal forma que soporten la carga radial.
Cojinete a fricción (journal): es unperno sólido unido a la superficie interna del cono que se convierte en el principal elemento del cojinete que soporta la carga radial.
FIGURA 1.3 TIPOS DE COJINETES
Cuerpo de una Broca
Uno de los propósitos del cuerpo de la broca es dirigir el fluido de perforación para lograr una limpieza más efectiva en el fondo del pozo. Anteriormente, los orificios en el cuerpo estaban ubicados paradirigir el fluido de perforación de forma tal que limpiaban los conos de la broca. En la actualidad, la mayoría de las brocas son del tipo a chorro, donde el fluido apunta hacia el fondo del pozo.
FIGURA 1.4 CUERPO DE BROCA TRICÓNICA
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 losconos.
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.
La siguiente figura muestra las partes constitutivas de una broca tricónica.
FIGURA 1.5 PARTES DE UNA BROCA TRICÓNICA
El Código IADC para Brocas Tricónicas
La Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (IADC)...
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