Trepanos

TRÉPANOS


Introducción:
Un trépano es un dispositivo que se coloca en el final de una sarta de perforación para que rompa, corte y muela las formaciones rocosas durante la perforación de un pozo petrolero.
Los trépanos tienen huecos para permitir el paso del fluido de perforación, que sale a chorros por picos intercambiables. El fluido de perforación lubrica y refrigera el trépano y ayuda aexpulsar la roca molida hacia la superficie. En formaciones rocosas no consolidadas los chorros de agua a alta presión ayudan a remover la roca en forma directa permitiendo reducir los tiempos de perforado.


Importancia de los trépanos:
Los trépanos de perforación representan un componente clave de la economía de la construcción del pozo. El tiempo necesario para perforar un pozo se encuentradirectamente relacionado con la rapidez con la cual los trépanos corten la formación y con el tiempo que conserven su filo. En términos de costo por metro perforado, invertir en la barrena adecuada reduce en forma importante el costo total, ya que esto ayuda a disminuir el tiempo de perforación y el número de viajes de entrada y salida del pozo.

Tipos de Trépanos:
Los trépanos más utilizados son lostrépanos triconos. Poseen tres conos giratorios que giran en forma independiente, al mismo tiempo que la barrena rota al fondo del hueco. Cada uno de los conos cuenta con estructuras cortantes.
Un diseño posterior de trépanos son los trépanos de cortadores fijos, o de arrastre, formados por un cuerpo sólido sin partes móviles y elementos cortantes insertados en el cuerpo que giran en conjunto. Loselementos cortantes pueden ser superficies impregnadas de diamante natural, o insertos de un compuesto policristalino de diamante.

Trépanos triconos:
Estos trépanos constan de tres importantes componentes.
1.Las estructuras cortadoras, o cortadores.
2.Los cojinetes.
3.El cuerpo del trépano.
Los conos están montados sobre cojinetes, los cuales rotan sobre pernos, constituyendo una parte fundamentaldel cuerpo del trépano. Los elementos de corte del trépano de conos son hileras circunferenciales de dientes extendidas sobre cada cono.

Estructuras de corte
Existen dos tipos de estructuras cortantes en los conos giratorios:
1.Los fabricados con dientes de acero, fundidos o forjados integralmente con bordes de compuestos de carburo resistentes al desgaste.
2.Insertos de carburo cementado ocarburo de tungsteno formados por separado y colocados a presión en agujeros perforados con precisión en las superficies de los conos. También se encuentran disponibles insertos cubiertos con revestimientos de PDC, que son más resistentes a la abrasión.
Las barrenas con dientes de acero se utilizan en formaciones blandas con baja resistencia a la compresión. Las barrenas de insertos se utilizan paraperforar formaciones que van de blandas y semiduras, a duras semiabrasivas y duras abrasivas.
Los dientes de acero se funden, forjan o fabrican del mismo metal que los conos. El recubrimiento duro de carburo de tungsteno se suelda sobre los dientes de acero para incrementar la durabilidad. Los insertos de carburo de tungsteno se funden por separado y se colocan mecánicamente a presión en agujerosligeramente menores al tamaño de los insertos, precisamente labrados en las superficies de los conos.
Los insertos de carburo de tungsteno permiten perforar rocas muy duras. El carburo de tungsteno es un compuesto cerámico más duro y más resistente al desgaste que el mejor acero, y puede perforar largos intervalos antes de desgastarse.
El uso de carburo de tungsteno puede ser difícil, ya que elcarburo es muy frágil haciéndolo susceptible a astillarse y romperse. Para compensar esto, se elaboran piezas de este material en forma de polvo, añadiendo entre un 6 y un 10% de cobalto. A este material compuesto se lo denomina carburo cementado.
El carburo cementado es un compuesto de matriz metálica en donde las partículas de carburo de tungsteno son el agregado y el cobalto metálico sirve como...