Equipo de Superficie

Control de Presiones Equipo de Fondo

Fluidos de Perforación

SoftwareEquipo de Superficie

Sarta de perforación e hidráulica

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Sistema de Rotación Componentes: Mesa Rotaria y accesorios Tubería de perforación (drill pipe) Botellas (drill collars) Tubería pesada (heavy - weight) Broca o barrena Cuadrante (kelly) y accesorios Top Drive Unión giratoria (swivel) Herramientas especiales de fondo

Motores de fondo Turbinas

Sistema de rotación

VASTAGO

BUJE DE IMPULSO

Factores que afectan la rata de penetración (ROP):• Tipo de broca utilizada• Peso sobre la broca (WOB)• Velocidad de Rotación (ROP)• Propiedades del Fluido de Perforación• Hidraúlica (TFA, HSI)• Propiedades de la Formación

Perforación

Brocas o mechas

DP (5”)

HW (5”)

DC (8”)

BROCA 12-1/4”BROCA 12.1/4”

MWD + LWD

DC(6-3/4”)

HW (5”)

MARTILLO

(6-1/2”)

HW (5”)

DP (5”)

Tubería (Drill Pipe)Tubería Pesada (Heavy Weight DP)

Martillos (Jars)Botellas (Drill Collars)

Estabilizadores (Stabilizers)Cross over

Broca

Sarta de Perforación

MOTOR/ BH 2 1/2°

Sarta Vertical Sarta Direccional

Tubería de perforaciónDrill Pipe

•Transmite la potencia rotaria desde la superficie alfondo del pozo

•Suministra fluido a alta presión a la broca

•El peso por pie se determina por el espesor de lapared y el tipo de Tool joint

Tool Joint: Conectores tipo tornillo que unenjuntas de tubería y están fabricados del mismoacero del cuerpo de la sarta

•Sostiene el peso de la sarta de tubería

•Soportan el esfuerzo de conexiones ydesconexiones frecuentes

•Proveen un sello a prueba de escapes de presión

•Permiten la centralización de la sarta

Lugar de marcación –serial del tubo

Grado: Mínimo punto sedente del tubo y se usapara cálculos de tensión, colapso y estallido.

GRADOESFUERZO CEDENTE (Psi)LETRA ASIGNADA DESIGNACION

E E-75 75.000

X X-95 95.000

G G-105 105.000

S S-135 135.000

Tubería de perforación

BHAHeavy Weight

•Transición entre DP y DC para un cambio gradual de la sarta

•Alta velocidad de perforación con menos torque

•Proporciona estabilidad con menos contacto con la pared del pozo

Drill Collar

•Provee peso sobre la broca

•Proporciona la fuerza necesaria para perforar en compresión

•Asegura que el DP permanezca en tensión y evita el pandeo

•Minimiza problemas de estabilidad en la broca por vibraciones

•Reduce problemas de control direccional

TIPOS DE CONEXIONESDrill Pipe

•5” OD conexión NC 50 (4-1/2” IF)

•4-1/2” OD conexión NC 46 (4-1/2” XH)

•3-1/2” OD conexión NC 38 (3-1/2” IF)

Heavy Weight

•5” OD conexión NC 50 (4-1/2” IF)

•4-1/2” OD conexión NC 46 (4-1/2” XH)

•3-1/2” OD conexión NC 38 (3-1/2” IF)

Drill Collar

•9” OD conexión 7-5/8 Reg

•8” OD conexión 6-5/8” Reg

•6-1/2” OD conexión NC 50 (4-1/2” IF)

•6-1/4” OD conexión NC 46 (4-1/2” XH)

•4-3/4” OD conexión NC 38 (3-1/2”)

Tipos de Falla en la sartaWASHOUT: Crecimiento de una grieta o fractura, por donde se fugan los fluidos de perforación ocasionando pérdida de presión en el sistema. Puede resultar en twist off de no ser detectada a tiempo

Detección:

•Caída parcial de presión

•Aumento de estroques

Acción:

•Parar perforación

•Revisar bombas

•Revisar filtros de las bombas

•Revisar las propiedades del lodo

•Sacar con tubería llena

Tipos de Falla en la sartaTWIST OFF: Resultado de una falla en la sarta (ruptura del material del tubo), cuya consecuencia es la pérdida de la tubería u otra herramienta en el hueco

Detección:

•Pérdida total de presión

•Aumento de estroques

•Pérdida de peso en la sarta

Acción:

•Sacar a superficie

•Revisar profundidad del pescado

Mecanismos de FallaDAÑOS POR FATIGA

Daño localizado que ocurre cuando el material es sometido a esfuerzos cíclicos permanentes, los cuales se deben a la rotación de la sarta mientras es flexionada o pandeada.Etapas: •Iniciación de la grieta•Crecimiento de la grieta•Fractura final

Factores que influyen a producir la fatiga:

•Área de cuñas•Desgaste del tool joint•Doglegs•Corrosión•Backreaming en sobetensión o sobretorque•Vibraciones•Torques erráticos

Mecanismos de Falla

• Como prevenir la fatiga:

• Minimizar los ángulos en el hueco• Mantener inhibidores de corrosión y secuestrante de oxígeno en el

lodo• Uso adecuado de las cuñas• Torque adecuado• En lo posible, no correr tubería con pronunciadas marcas de cuñas• Backreaming a bajas velocidades• Uso de HWDP• Buen diseño del BHA• Cumplir con las ranuras de alivio para pin y caja

Daño por Fatiga en el Pin

Mecanismos de FallaDaño por sobretorque

Genera:-Falla por tensión del pin de la conexión en los últimos hilos de la rosca-Acampanamiento de la rosca-Estiramiento del pinPrevención:-Sensor de torque (marrano), carátula del make up torque calibrado-Uso correcto de la llave de potencia o power tong al aplicar el torque

Mecanismos de Falla

Posición correcta, llaves de potencia o power tong

Daño por Sobretorque

Conocer: -La longitud efectiva del brazo de la llave en pies.-La torsión recomendada para el tamaño de tubería.-Dividir el valor de torsión requerida por la longitud efectiva delbrazo de la llave.-El valor obtenido es la tracción que debe aplicarse al carretel y quepermite enroscar a la tubería con torque requerido.-Este valor debe leerse en el indicador.

Ejemplo:D.C. 6-¾” D.E. 2 13/16” D.I., Torque: 32000 lb-ft

Longitud efectiva del brazo de la llave = 4.2 ft

32000 lb-ft 4.2 ft

TRACCIÓN =indicador).

= 7619 lbs ( valor que debe leerse en el

Cálculos importantes!!!

Factor de seguridadSe acostumbra incrementar el 10 % del valor final calculado.

Del ejemplo anterior:

TORSIÓN = 32000 lb-ft (+10%; 35200 lb-ft)TRACCIÓN = 7619 lbs (+10%; 8381 lbs)

Se justifica por los siguientes FACTORES:

- Sensibilidad del indicador,- Tipo de aceite,- Grasa y- Vejez de la rosca

Cálculos importantes!!!

Fallas por condiciones externasCorrosiónPérdida del metal debido a la interacción de la piezacon el ambiente. Puede darse en toda la superficie expuesta o localizada en ciertas regiones conduciendo a picadoen la tubería.Prevención:-Plástico interno o internal couting-Cupones de corrosión-Control de pH del Lodo

Choque térmico (Heatchecking)Resultado de la fricción con insuficiente lubricación, lo cual produce un aumento significativo en la temperatura del componente y alteración de laspropiedades fisicoquímicas.

CUPONES DE CORROSION

Daño por Heatchecking Daño por Corrosión (Piting)

Fallas por condiciones externas

Otros eventos de FallaGallingResultado de deslizar dos superficies metálicas con insuficiente lubricaciónOcurre comunmente en las regiones roscadas de los componentesFalla resultante de la inadecuada aplicación de la grasa

ErosiónDesgaste del material por la influencia de fluídosturbulentos

Daño MecánicoSe presenta como resultado de la presión y/o frotación a la que es sometido el componente por otro cuerpo físico. Ocasionada por ejemplo por el contacto cuñas – tuberíaContribuye con otros mecanismos de daño como corrosióny fatiga

Galling en roscas por mala aplicación de la grasa

Galling por NOAPLICACIÓN de grasa enlas conexiones

Otros eventos de Falla

Como reducir los Mecanismos de Falla

Excelente Manejo de la sarta

Aplicación de la grasa

Make Up Torque

Cuñas

Subir y Bajar la sarta

Almacenamiento

Descargue a los racks

Transporte

Inspecciones

Contratos

Manejo de la Sarta de Perforación

Cuñas:

Inspección visual de los insertos

NO Frenar la tubería con la cuña cuando estáentrando o saliendo del hueco

Limpiar los insertos

Verificar que la cuña sea la adecuada para el diámetro de la sarta

No colocar las cuñas sobre el

tool joint

Manejo de la Sarta de Perforación

Tipos de insertos

BLUE DIAMOND PLANOPIRAMIDAL

RUSTICO

Insertos de llaves hidráulicas

NOMINACIÓN: ½” x 1 ¼” x 5”,

significa que: es un inserto de ½ pulgada de espesor,por 1 ¼ de pulgada de ancho y por 5 pulgadas delargo.

PIRAMIDAL

RUSTICO

Manejo de la Sarta de Perforación

Daños por mal manejo de la sarta

Manejo de la Sarta de Perforación

OILTEKINSPECCIONDRILL PIPE

ESPECIFICACIONES DS-1CATEGORIA 5

EMI 2

Inspeccion de la sarta de perforacion

INSPECCIONDRILL PIPE

ESPECIFICACIONES DS-1CATEGORIA 5UTEA - DIM

Inspeccion de la sarta de perforacion

Clasificacion de tuberiadespues de la inspeccion

PREMIUM (Desgaste uniforme, espesor de pared min. 80%. Cortes por cuñas <10%)

• Dos bandas blancas en el tool joint y dos bandas blancas en elcuerpo (upset del tubo)

• Pueden ser reparables.

CLASE 2 (Espesor de pared min. 70%. Cortes por cuñas <20%)

• Una banda amarilla en el tool joint y una banda amarilla en elupset.

• Pueden ser reparables por tool joint (por reconstrucción de tooljoint o por aplicación de HB), No puede repararse por cuerpo.

CHATARRA• Una banda roja en el tool joint y una banda roja en el upset.• NO SON REPARABLES

HardbandingHARDBANDING es el método usado para aplicar una banda de metal

duro resistente al desgaste en la tubería de perforación (DC, WDP, DP)

OBJETIVO: • Evitar la abrasión o desgaste directo del material del tool joint

VENTAJAS:• Minimiza desgaste del tool joint contra la formación• Indicador de cuando el metal base se comienza a desgastar• Minimiza el fenómeno de choque térmico

DESVENTAJAS:• Desgaste del casing• Aplicación continua (costos)• Aplicación en campo (No API)

TIPOS DE HARDBAND

ARMACOR – Utilizado en Drill Pipe por ser mas amable con el material del casing

CARBURO DE TUNGSTENO – UItilizado en el BHA por su resistencia a la abrasión proporcionada por la formación. Desgasta el material del casing con mayor facilidad.

Otros materiales: TCS 8000, Arnco XT, Armacor M

Hardbanding

•El desplazamiento del material se deberá realizar de a uno y no de más cantidad por el riesgo de sufrir atropamientos, golpes en manos, brazos u otra parte del cuerpo.

Practicas Seguras

Todos los soportes de tubosdeben tener un tope paraevitar caída de tubos.La altura del topedeterminara la cantidadmáxima de capas dealmacenamiento de tubería

Practicas Seguras

Verificar condicionesdel vehiculo detransporte de tuberías.Topes, eslingas deamarre, estabilidad dela carga,

Practicas Seguras

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BibliografíaCurso de control de pozo, Saipem – Centro de formación E. GandolfiCurso de well control, Randy Smith - MoodyNormas API, API RP 16E, API RP 53, API RP 4G.Drilling Manual, eleventh edition IADCBombas su selección y aplicación Tyler G. HicksCurso de cables SAIPEMCursos de Well Control Ing. Adolfo RimacCurso de control de sólidos SWACOSistema de gestión de calidad PETREX

PAGINAS WEB CONSULTADAS

www . pumpline.comwww . masterpumps.comwww . fieldsevices.comwww . pumpschool.comwww . pumpworld.com

Muchas Gracias

“ En tiempos de cambiosaquellos que aprenden continuamente heredan el futuro...

Los que consideranque ya todo lo han aprendido

se encontrarán equipadospara vivir en un mundo

que ya no existe Eric Hoffer