tre panos

8/16/2019 Tre Panos

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Título: TREPANOS O BARRENAS DE PERFORACION Autor:

TRABAJO DE INVESTIGACION DE TREPANOS O BARRENAS DE PERFORACION

Título: trépanos o barrenas e per!ora"#$n

Alu%nos: Gon&ales Rene R#"'ar

(ere#a Sal)ue#ro Cr#st#an Gusta*o

Pon"e e +e$n ,ur#llo D#e)o

Ra%íre& Rorí)ue& Bruno

Ro%ero Ju-re& ,ar"osFe"'a: ./01/021.3

C$#)o e estu#ante:

Carrera: #n)en#ería en )as 4 petr$leo

As#)natura: per!ora"#$n ll

Grupo: 5A6

Do"ente: #n)7 8eballos

Per#oo a"aé%#"o: VI se%estre

Subsee: Santa Cru&9Bol#*#a

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As#)natura: per!ora"#$n llCarrera: #n)en#ería en )as 4 petr$leo

8/16/2019 Tre Panos



Resumen:

En el s#)u#ente trabao e #n*est#)a"#$n 'ablare%os a"er"a e los trépanos

;Barrenas< e per!ora"#$n= t#pos e trépanos para la per!ora"#$n= 4 sus #se>os

para too t#po e !or%a"#ones= ten#eno en "uenta las "ara"teríst#"as e las

!or%a"#ones 4 el per!#l el pro)ra%a el po&o7

Palabra "la*e: Trépanos ;barrenas<= t#pos e trépanos= sele""#$n e barrenas e

per!ora"#$n7

Abstract:

On t'e !ollo?#n) ?or@ o! #n*est#)at#on= ?#ll be tal@ about o! t'e r#ll b#ts= @#n

o! b#ts !or t'e r#ll#n)= an #ts es#)n !or ea"' @#n o! !or%at#ons= "ons#er#n) t'e

"'ara"ter#st#"s o! t'e !or%at#ons an t'e ?ell pro!#le7

e4 ?ors: r#ll#n) B#ts= @#n o! r#ll#n) b#ts= sele"t#on o! r#ll#n) b#ts7

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Tabla de contenido

.7 Introu""#$n777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777/

.7. ué es un trepano777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777/

.72 Pr#n"#p#os e opera"#$n777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777/

27 T#pos e barrenas77777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777/

27. barrenas tr#"on#"as7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777

27.7. C$#)o IADC para barrenas tr#"on#"as777777777777777777777777777777777777777777777777777777

272 barrenas e "ortaores !#os ;barrenas e #a%antes<777777777777777777777777777777777777

2727. barrenas e #a%antes natural7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777.1

27272 Barrenas e #a%ante tér%#"a%ente estable ;TSP<77777777777777777777777777777777..

2727H barrenas "o%pa"tas e #a%ante pol#"r#stal#no ;PDC<77777777777777777777777777.2

2727/ C$#)o IADC para barrenas e "ortaores !#os7777777777777777777777777777777777777.H

27H barrenas espe"#ales777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777./

H7 Cr#ter#os para la sele""#$n e barrenas777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777./

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Capítulo 1

1 Introducción

Trépanos o barrenas

1.1 ¿Qué es un trepano?

+os trépanos o ;barrenas e per!ora"#$n< es la 'erra%#enta e "orte lo"al#&aa en

el etre%o #n!er#or e la sarta e per!ora"#$n ue se ut#l#&a para "ortar o tr#turar la

!or%a"#$n urante el pro"eso e la per!ora"#$n rotar#a7

Su !un"#$n es per!orar los estratos e la ro"a %e#ante el *en"#%#ento e sus

es!uer&os e "o%prens#$n 4 e "orte7

1.2 rincipios de operación

Para real#&ar la opera"#$n= los trépanos o barrenas !un"#onan "on base e os

pr#n"#p#os esen"#alesK !allar la ro"a *en"#eno sus es!uer&os e "orte 4 e

"o%prens#$n7

El pr#n"#p#o e ataue e la barrena se real#&a %e#ante la #n"rusta"#$n e sus

#entes en la !or%a"#$n 4 poster#or%ente en el "orte e la ro"a al espla&arse

entro e ellaK o b#en %e#ante el "#&alla%#ento )enerao por los "ortaores e la

barrena 4 ue *en"e la res#sten"#a e la ro"a7 De a'í es ue se #st#n)uen os

t#pos e barrenas

• De #entes

• De arrastre

Para 'a"er la a""#$n e ataue epener- el t#po 4 "ara"teríst#"as e !or%a"#$n

ue se esea "ortar pr#n"#pal%ente en !un"#$n e su ure&a7

2 Tipos de barrenas

En la a"tual#a e#sten #!erentes t#pos e barrenas e per!ora"#$n para po&os

petroleros ue #!#eren entre sí= 4a sea en su estru"tura e "orte ;%e"an#s%o e

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ataue< o por su s#ste%a e roa%#ento7 De a"uero "on lo anter#or= las barrenas

se "las#!#"an en7

• Barrenas t#"$n#"as ;!#)7 L.<

• Barrenas espe"#ales ;!#)7 L2<• Barrenas e "ortaores !#os ;!#)7 LH<

2.1 barrenas triconicas

+as barrenas tr#"on#"as son las %-s ut#l#&aas en la a"tual#a para la per!ora"#$n

e po&os petroleros= "onsta e tres "onos "ortaores ue )#ran sobre su prop#o

ee7 Por su estru"tura e "orte se !abr#"an e7

• D#entes e a"ero !resao ;!#)7 L/<

• De #nserto e "arburo e tun)steno7 ;!#)7 L<

Por su s#ste%a e roa%#ento ;perno< pueen ser e7

• Balero est-nar ;!#)7 L3<

• Balero sellao ;!#)7 L<

• C'u%a"eras ;!#)7LM<

+as barrenas tr#"on#"as "onstan e tres partes #%portantes7

!structura cortadora

Se re!#ere al t#po e "ortaor o #ente 4 est- %ontao sobre el "o#nete= los "uales

se espla&an sobre los roa%#entos7

"istemas de rodamiento

E#sten tres #se>os: ro#llos 4 bal#nes ;balero est-nar<= autolubr#"aos "on

ro#llos 4 bal#nes ;balero sellao<= e !r#""#$n autolubr#"aos ;"'u%a"era<7

Cuerpo de la barrena

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El "uerpo e la barrena "onsta e las s#)u#entes partes= "o%o se %uestra en la

!#)ura L7

a< na "one#$n ros"aa ;p#>$n< ue une a la barrena "on una oble "aa

;portabarrena< el %#s%o #-%etro e los lastrabarrenas7b< Tres ees ;%u>$n< el "o#nete en one *an %ontaa los "onos7"< Tres "onos< +os ep$s#tos ue "ont#enen los lubr#"antes para los "o#netes7e< +os or#!#"#os ;toberas< a tra*és e los "uales el !lu#o e per!ora"#$n !lu4e

para l#%p#ar el !ono el re"orte ue per!ora la barrena!< Cortaores ;#entes o #nsertos<)< (o%bro e la barrena

El espa"#o per%#t#o a los #!erentes "o%ponentes epene el t#po e !or%a"#$n

ue per!ora la barrena7 Por ee%plo= las barrenas para !or%a"#ones blanas= ue

reu#eren po"o peso t#enen los "o#netes %-s peue>os= %enor espesor e "onos

4 la se""#$n e las patas %-s el)aas ue la e las barrenas para !or%a"#ones

%-s uras7 Esto per%#te %-s espa"#os para #entes lar)os7 +as barrenas para

!or%a"#ones %-s uras= ue eben per!orar bao )ranes pesos= t#enen ele%entos

e "ortes %-s robustos= "o#netes %-s )ranes 4 "uerpo %-s robustos7

El %e"an#s%o pr#n"#pal e ataue e las barrenas tr#"on#"as= 4a sean e #entes

%au#naos o #nsertos= es e tr#tura"#$n por #%pa"to7 Este ataue "ausa ue la

ro"a !alle por "o%prens#$n7 ;!#)7 L.1<

+as *entaas 4 "ons#era"#ones e "aa una e las barrenas tr#"on#"as se

%uestran a "ont#nua"#$n7

Barrenas e #entes !resaos

#enta$as

• alta *elo"#a e per!ora"#$n

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• buena estab#l#a

• e"ono%ía

Consideraciones

• la *elo"#a e es)aste e los #entes

• la *#a e los "o#netes

Barrena e #nsertos e "arburo e tun)steno

#enta$as

• urab#l#a e la estru"tura e "orte

• a%pl#o ran)o e !or%a"#ones

• se puee #r#)#r 4 es estable

Consideraciones

*elo"#a e per!ora"#$n %-s lenta

*#a e los "o#netes

2.1.1 Códi%o IA&C para barrenas triconicas

Para e*#tar "on!us#$n "on los #!erentes t#pos e barrenas eu#*alentes a rela"#$n

"on sus #st#ntos !abr#"antes= la Aso"#a"#$n Interna"#onal e Contrat#stas e

Per!ora"#$n ;IADC< 'a esarrollao un s#ste%a estanar#&ao para "las#!#"ar las

barrenas tr#"on#"as e ro#llos e a"uero "on7

• El t#po e #ente ;a"ero o #nserto<

• El t#po e !or%a"#$n ;en ter%#no e ser#e 4 t#po<• +as "ara"teríst#"as %e"-n#"as

• Fun"#$n el !abr#"ante

El s#ste%a e "las#!#"a"#$n "onsta e tres í)#tos7 ;Tabla L.<

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Pr#%er #)#to

Ient#!#"a el t#po e estru"tura e "orte 4 ta%b#én el #se>o e la estru"tura e

"orte "on respe"to al t#po e !or%a"#$n7

.7 D#entes !resaos para !or%a"#$n blana27 D#entes !resaos para !or%a"#$n %e#aH7 D#entes !resaos para !or%a"#$n ura/7 D#entes e #nserto e tun)steno para !or%a"#ones %u4 blanas7 D#entes e #nserto e tun)steno para !or%a"#ones blanas37 D#entes e #nserto e tun)steno para !or%a"#ones %e#as7 D#entes e #nserto e tun)steno para !or%a"#ones urasM7 D#entes e #nserto e tun)steno para !or%a"#ones etras uras

Se)uno #)#to

Ient#!#"a el )rao e ure&a e la !or%a"#$n en la "ual se usara la barrena 4 *aría

e sua*e a ura7

.7 Para !or%a"#$n sua*e27 Para !or%a"#$n %e#a sua*eH7 Para !or%a"#$n %e#a ura/7 Para !or%a"#$n ura

Ter"er #)#to

Ient#!#"a el s#ste%a e roa%#ento 4 lubr#"a"#$n e la barrena

.7 Con toberas para loos 4 balero est-nar 27 Toberas para a#re 4 loos "on #entes #se>o en T 4 balero est-nar H7 Balero est-nar "on prote""#$n en el "al#bre

/7 Balero est-nar sellao autolubr#"able7 Balero sellao 4 prote""#$n al "al#bre37 C'u%a"era sellaa7 C'u%a"era sellaa 4 prote""#$n al "al#breM7 Para per!ora"#$n #re""#onal7 Otras7

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2.2 barrenas de cortadores 'i$os (barrenas de diamantes)

+as barrenas e "ortaores !#nos son "uerpos "o%pa"tos= s#n partes %$*#les= "on

#a%antes naturales o s#ntét#"os #n"rustaos par"#al%ente en su super!#"#e #nter#or

4 lateral ue tr#turan a la !or%a"#$n por !r#""#$n o arrastre7

+as "ara"teríst#"as el #a%ante per%#ten per!orar !or%a"#ones uras a se%#uras

s#n proble%a= 4 en al)unos t#pos e barrenas= !or%a"#ones sua*es7

+as barrenas e #a%antes no ut#l#&an toberas ;e"epto las PDC<7 +a "#r"ula"#$n

el !luo se real#&a a tra*és el "entro e las %#s%as= alreeor e la "ara e la

barrena 4 los #a%antes por unos "anales lla%aos *ías e a)uas o "#r"ula"#$n7

;!#)7 L..<

El %e"an#s%o e ataue e las barrenas e "ortaores !#os es por raspao e las

ro"as= esto "ausa ue la ro"a !alle por es!uer&o e "orte7 ;!#)7 L.2<

+as barrenas e "ortaores !#os se #*#en en7

• Barrenas e #a%antes natural

• Barrenas e #a%antes tér%#"a%ente estables ;TSP<

• Barrenas "o%pa"tas e #a%ante pol#"r#stal#nos ;PDC<

2.2.1 barrenas de diamantes natural

+as barrenas e #a%antes naturales= al #)ual ue la e otros #a%antes= t#enen un

"uerpo !#o "u4o %ater#al puee ser e %atr#& o a"ero7 El t#po e !luo es ra#al o e

"ontra%atr#& 4 el t#po e "ortaores es e #a%ante natural #n"rustao en el "uerpo

e la barrena7

Al)unos e los "asos espe"#ales one se o"upan estas barrenas son7

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• T#po e "ortaor

• ,ater#al el "uerpo e la barrena

• Per!#l e la barrena

• D#se>o '#r-ul#"o para el !lu#o e per!ora"#$n

•

D#str#bu"#$n el !luo• Ta%a>o e los "ortaores

• Dens#a e los "ortaores

+a "las#!#"a"#$n se representa %e#ante un "$#)o e "uatro "#!ras= "aa #)#to se

%en"#ona a "ont#nua"#$n7

1. -aterial del cuerpo: este puee ser e a"ero o %atr#&2. &ensidad de cortadores: para barrenas PDC= este #)#to *a e .97

,#entras %-s bao es el n%ero= la barrena tenr- %enos "ortaores7+. Tamaos de los cortadores: este #)#to #n#"a el ta%a>o el "ortaor ue

se usa7 Puee ser .= 2 o H= e #-%etro en oren es"enente7,. /orma: el ult#%o #)#to #n#"a el est#lo )eneral el "uerpo e la barrena 4

*ar#a e . ;!or%a a"'ataa< a / ;!lan"o lar)o<7

Cabe 'a"er notar= ue a #!eren"#a el "$#)o IADC para barrenas tr#"on#"as= el

"$#)o IADC para barrenas e #a%ante no las rela"#onas "on la !or%a"#$n a

per!orar= s# no #ent#!#"a sus "ara"teríst#"as %-s ele%entales7 ;Tabla L2<

2.+ barrenas especiales

*arrenas de c0orros desiadoras: se e%plean para la per!ora"#$n

#re""#onal e !or%a"#ones blanas urante opera"#ones e es*#a"#$n el

a)uero7 +a tubería e per!ora"#$n 4 la barrena espe"#al son baaas entro

el a)ueroK 4 el "'orro )rane es apuntao e %oo ue= "uano se apl#"a

pres#$n e las bo%bas= el "'orro esla*a el lao el a)uero en una

#re""#$n espe"í!#"a7

*arrenas de c0orro de aires: las barrenas e "'orro e a#re est-n

#se>aa para la per!ora"#$n "on a#re= )as o nebl#na= "o%o %e#o e

"#r"ula"#$n7 Estas barrenas est-n pro*#stas e "onu"tos para "#r"ular parte

el a#re= )as o nebl#na a tra*és e los "o#netes no sellaos= "on el !#n e

en!r#arlos 4 %antenerlos l#%p#os7 +os !#ltros e tela %et-l#"as "olo"ao sobre

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la abertura e la entraa e a#re e*#tan ue los r#p#os= u otras %ater#as

etra>as= obstru4an los "o#netes7

*arrenas nucleadoras: per%#ten la etra""#$n e n"leos= preser*ano en

e"elentes "on#"#ones las %uestras e ro"as7 ;!#)7 L.M<

*arrenas ampliadoras: per%#ten a%pl#ar el #-%etro el po&o para "#ertas

opera"#ones "o%o asenta%#ento e tuberías e re*est#%#ento7 ;!#)7 L.<

*arrenas bicentricas: al #)ual ue las a%pl#aoras= se ut#l#&a para la

a%pl#a"#$n el #-%etro el po&o= 4a sea ese la bo"a el po&o o ese

una pro!un#a eter%#naa7 ;F#)7 L21<

+ Criterios para la selección de barrenas

Para el pro"eso e sele""#$n e una barrena es !una%ental "ono"er los obet#*os

e per!ora"#on= ue #n"lu4e too t#po e reu#s#tos espe"#ales el operaor para

per!orar el po&o7 Esta #n!or%a"#$n a4uara a eter%#nar las %eores

"ara"teríst#"as e la barrena ue se reu#era urante la per!ora"#$n7

A "ont#nua"#$n se %en"#onan los "r#ter#os ue se eben "ons#erar para

sele""#onar la barrena $pt#%a7

b$etios de per'oración

Ren#%#ento

no e los pr#n"#pales obet#*os e per!ora"#$n es per!orar el po&o en el %enor

t#e%po pos#ble ;*elo"#a e penetra"#$n<7 Para "u%pl#r #"'o obet#*o se ebe

sele""#onar las barrenas "on %-s ren#%#ento ;t#e%po e *#a< para e*#tar perer

t#e%po en el "a%b#o e barrena por el es)aste e esta7

D#re""#onal

El t#po e po&o #re""#onal es un "r#ter#o #%portante "uno se ebe sele""#onar las

"ara"teríst#"as e las barrenas 4a sean tr#"on#"as o e #a%antes7 na e las

*entaas espe"í!#"as e las barrenas 4a sean tr#"on#"as o e #a%antes7 na e

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las *entaas espe"í!#"as e las barrenas "on #a%antes es su )ran al"an"e 4

pos#b#l#a para per!orar en sent#o 'or#&ontal7

+a ens#a e los "ortaores= la "ant#a e aletas= el "ontrol e la *#bra"#$n 4 el

"al#bre e la barrena son= toos ellos= par-%etros e sele""#$n !una%ental

"uano se estu#an las apl#"a"#ones #re""#onales7

E"ono%ía

De este !a"tor epene s# se sele""#ona una barrena e #a%ante ;la "ual

representa %u"'as *entaas pero "on ele*aos "ostos<7 S# los "ostos no per%#ten

"ontar "on barrenas e #a%antes se eber- sele""#onar barrenas tr#"on#"as7

An3lisis 0istórico

n an-l#s#s e los po&os o!re"e la oportun#a e "o%prener las "on#"#ones en

el !ono el po&o= las l#%#ta"#ones e la per!ora"#$n 4 en al)unos "asos las

ae"uaa sele""#$n e barrenas7 +os an-l#s#s '#st$r#"os "o%#en&an "on una

"orrela"#$n e re)#stros o re"ors e barrena e #n!or%a"#$n rela"#onaa al po&o

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