QU ES UNA SARTA DE PERFORACIN? La sarta de perforacin es parte del equipo de perforacin, formado por diferentes componentes unidos por medio de conexiones, que tienen por finalidad transmitir rotacin y torque desde la mesa rotaria top drive, as como el transporte de fluido de perforacin a la barrena. La sarta est sometida a diversos esfuerzos (tensin, compresin, presin interna y externa, fatiga, torsin, abrasin), los cuales debern ser inferiores a su diseo. Los componentes son armados en forma secuencial para conformar el ensamble de fondo (BHA) y la tubera de perforacin, a fin de cumplir con las siguientes funciones: Proporcionar peso sobre la barrena (PSB) Conducir el fluido de perforacin Dar verticalidad o direccionalidad al pozo Proteger la tubera del pandeo y de la torsin Reducir desviaciones bruscas (patas de perros) Asegurar que el pozo est en buenas condiciones Reducir dao por vibracin al equipo de perforacin Servir como herramienta complementaria para bajar liner (TR corta y herramienta de pesca) Construir el pozo de acuerdo al programa operativoCOMPONENTES DE LA SARTA DE PERFORACION Unin giratoria (Swivel) Flecha (Kelly) Tubera de Perforacin Lastra barrenas (Drill Collar) Tubera de Perforacin Pesada (HW) Estabilizadores Accesorios, barrenas y motores de fondos Herramientas Direccionales Rotatorias

Unin giratoria (Swivel)Es un componente mecnico del sistema rotatorio que tiene 3 funciones bsicas: 1. Soportar el peso de la sarta de perforacin. 2. Permitir que la sarta gire durante el proceso de perforacin. 3. Proveer un sello hermtico durante el bombeo de fluido a presin a travs del interior de la sarta. Kelly (Flecha) o Sistema de Top Drive (TDS)No es exactamente parte de la tubera de perforacin, pero transmite y absorbe torsin hacia y de la sarta de perforacin, mientras soporta toda la carga de tensin de la sarta de perforacin.Es un componente tubular tipo cuadrado o hexagonal que mide 40 pies (12 m) y forma el extremo superior de la sarta de perforacin, tambin sirve como un conducto del fluido de perforacin y adems transmite la rotacin a la sarta y a la barrena.Las flecha de perforacin comnmente utilizadas son las hexagonales con dimetros de 3 , 4 y 5 Transmite rotacin y peso sobre la barrena Soporta el peso de la sarta de perforacin Conecta la unin giratoria (swivel) con el tramo superior de la sarta de perforacin Conduce el fulido de perforacin desde la cabeza giratoria hacia la sarta de perforacinLa Kelly se fabrica en longitudes de 40 a 54 pies y con seccin transversal hexagonal (la ms comn), cuadrada o triangular.

El Top DriveEs bsicamente una combinacin de mesa rotaria y Kelly. Est impulsado por un motor independiente y le imprime rotacin a la sarta de perforacin la cual est conectada en forma directa sin necesidad de una kelly o de mesa rotaria. Funciona como una Kelly con impulso rotacional propioVentajas del Top Drive sobre el sistema de Kelly:1. Permite circular mientras se repasa el hoyo hacia arriba2. Se puede circular el pozo mientras se baja o se saca latubera en paradas (tramos dobles o triples)3. El sistema de kelly slo puede hacer lo anterior en tramos sencillos; o sea de 30 piesEn rigor ni la Kelly ni el Top Drive son componentes de la Sarta de Perforacin. Sin embargo, ellos proporcionan uno de los requerimientos esenciales para la perforacin al triturar las rocas cual es la rotacin.

TUBERA DE PERFORACIN (Drill pipe)Transmite potencia por medio del movimiento rotatorio del piso del equipo de perforacin a la barrena, y permite la circulacin del lodo.Estn sujetas a complejos esfuerzos, as como el resto de la sarta de perforacin. La tubera de perforacin nunca debe ser corrida en compresin o utilizada para peso en barrena, excepto en agujeros de alto ngulo u horizontales, en donde la estabilidad de la sarta y la ausencia de pandeo debe ser confirmada por medio del uso de un software de modelado.

Tubera de Perforacin Extra pesada (Heavy Weight Drill Pipe)Ellas hacen la transicin entre la tubera de perforacin y las lastra barrenas (drill collars), evitando as, un cambio abrupto en las reas seccionales cruzadas. Tambin son utilizadas con lastra barrenas para proveer peso en barrena, especialmente en agujeros de 6 o 8 en donde el efecto de pandeo de la HWDP debido a la compresin, es mnimo.La HWDP reduce la inflexibilidad del BHA, tambin son mas fciles/rpidas de manejar que las DCs y mas importante aun, reducen la posibilidad de atrapamiento diferencial.Esta tubera se fabrica con un mayor espesor de pared y uniones especiales extra largas con relacin a la tubera de perforacin normal.

Funciones: Elemento de transicin de esfuerzos entre la tubera de perforacin (TP) y los lastra barrenas (DC), lo que evita la fatiga de la primera. Previene el pandeo de la TP Puede trabajarse en compresin sin sufrir dao en las conexiones Empleada extensamente en Perforacin Direccional A veces utilizada como reemplazo de lastrabarrenas Mantiene la tubera de perforacin rotando en tensin Usada para proporcionar peso sobre la barrena en condiciones especiales.

Lastra Barrenas (DC)Proveen el peso en barrena, manteniendo la seccin de la tubera de perforacin en tensin, durante la perforacin. El punto neutral que debe estar localizado en la parte superior de la seccin de lastra barrenas: 75 a 85% (mximo), debe estar disponible para ponerse bajo compresin (Peso Disponible en Barrena).Son tubos de espesor de pared gruesa que se utilizan para proporcionar peso a la barrena y rigidez a la sarta de perforacin. Se fabrican con dimetros interiores y exteriores uniformes y con roscas de sello. De acuerdo a estudios la seleccin de los lastra barrenas se encuentran en funcin del dimetro del agujero y tipo de formacin (Blandas Duras). Los lastra barrenas tienen las siguientes funciones en la sarta de perforacin: Protegen la sarta de perforacin de la flexin y la torsin Controlan la direccin y la inclinacin de los pozos. Permiten perforar pozos verticales y pozos direccionales. Reducen las patas de perro, ojos de llave (desviaciones bruscas) Aseguran que la siguiente tubera de revestimiento sea bajada exitosamente Mejoran el desempeo de la barrena. Reducen la perforacin irregular, tubera pegada y vibracin de la sarta. Usadas como herramientas para los aparejos de pruebas de formacin y en operaciones de terminacin del pozo.Lastrabarrenas ranurados en espiralEstos lastr barrenas reducen el riesgo de pegaduras por presin diferencial del ensamble de fondo Se pierde cerca del 4% peso al maquinarles las ranuras. Lastrabarrenas antimagnticosEl propsito del lastrabarrena antimagntico es el de reducir la interferencia del campo magntico de los componentes del conjunto de fondo arriba y debajo de la brjula del inclinmetro direccional con el campo magntico terrestre.El lastrabarrena antimagntico logra esto, desplazando la fuente de estos campos lejos de la brjula del inclinmetro. Martillos (Herramienta de percusin en la sarta)El Principal propsito de correr un martillo de perforacin es proporcionar una accin de golpeteo inmediato cuando la sarta esta pegada. Existen diversas ventajas por tener un martillo como parte de la sarta de perforacin. Cuando la sarta esta pegada, el martillo esta disponible inmediatamente, esto disminuye costosas operaciones de desviacin pesca, y en consecuencia ahorrara tiempo, equipo y dinero.(Nota al expositor: buscar una breve explicacin de martillo mecanico e hidrulico) Escariadores de RodillosLos escariadores de rodillo pueden ser utilizados para la estabilizacin de la sarta de perforacin, en donde sea difcil mantener la medicin del agujero y en formaciones duras y profundas, en donde la torsin representa un problema.Los escariadores de rodillo no estabilizan tan bien como los estabilizadores integrales con cuchillas. Se experimentan ms caminatas, especialmente cuando un escariador de rodillos es usado cerca de la barrena. Utilizado con un ensamble de armado, muchas veces incrementan la velocidad de armado.El tipo de cortadores, depender del tipo de formacin. El mismo cuerpo de escariador de rodillo puede ser utilizado para diferentes aplicaciones. Aparejo de Fondo (BHA)El aparejo de fondo (Bottom Hole Assembly, BHA) debe proporcionar peso suficiente sobre la barrena y tambin debe tener el peso (W) y el tamao suficiente para estabilizar la barrena y evitar las vibraciones. El BHA debe proveer una correcta inclinacin y direccin mientras se perfora. El peso (W) de los lastrabarrenas suministran un efecto de giro flotante para mantener la rotacin de la barrena y evitar el efecto de brincoteo y vibraciones entre la barrena y la tubera de perforacin. Las vibraciones verticales, axiales y torsionales de la sarta de perforacin deben ser absorbidas antes de que estos las puedan transferir a la barrena y viceversa.Tipos Principales de Arreglos para Aparejos de FondoTipo 1. Es la configuracin ms simple y est compuesta por lastra barrenas y tubera de trabajo (TP). El peso sobre la barrena se aplica con los lastra barrenas (DC) y el punto neutro es localizado en los lastra barrenas. Tipo 2. Esta configuracin utiliza tubera pesada (Heavy Weight) por arriba de los lastra barrenas, como transicin entre lastra barrenas y tubera de trabajo. En este arreglo, el peso sobre barrena tambin se aplica con los lastra barrenas y el punto neutro es localizado dentro de la longitud de los mismos. Tipo 3. Esta configuracin utiliza lastrabarrenas nicamente para lograr el control direccional, mantener la verticalidad del pozo o reducir la vibracin de la sarta de perforacin. El peso sobre la barrena se aplica con los lastrabarrenas y la tubera pesada y el punto neutro se localiza en la tubera pesada. Esta configuracin permite manejar el aparejo de fondo en forma rpida y sencilla, reduce la posibilidad de pegadura por presin diferencial y fallas en las conexiones de los lastrabarrenas. Este arreglo es el ms recomendado en la perforacin direccional moderna.

Barrenas (Mencionarlas pero no explicarlas porque otro equipo va a exponer de puras barrenas) EstabilizadoresLos aparejos de fondo originan fuerzas en la barrena que varan de acuerdo con las condiciones de operacin (PSB) y a las caractersticas de la formacin. Estas fuerzas gobiernan el ngulo de inclinacin del pozo. Para mantener bajo control estas fuerzas generadas en la barrena, y consecuentemente la inclinacin del pozo, se utilizan las fuerzas laterales ejercidas por los estabilizadores al hacer contacto con las paredes del pozo. Por lo tanto, la manipulacin de la posicin y el nmero de estabilizadores (puntos de tangencia o contacto) es fundamental para un buen control del ngulo del pozo.Razones para el uso de estabilizadores: 1. Se usan como el mtodo fundamental para controlar el comportamiento direccional de la mayora de las herramientas de fondo. 2. Ayudan a concentrar el peso de la herramienta de fondo sobre la barrena. 3. Reducen al mnimo el doblamiento y las vibraciones que causan el desgaste de los conexiones y daan los componentes de la herramienta de fondo tales comoMWD. 4. Reducen el torque de perforacin al evitar que haya contacto del lastrabarrena con las paredes del pozo y los mantiene concntricos dentro del pozo. 5. Ayudan a evitar el que la tubera se pegue por presin diferencial y evita la formacin de ojos de llave.Tipos de Estabilizadores y Aplicaciones

Tipo Recomendado de Estabilizadores El estabilizador integral con cuchillas es el tipo preferido de estabilizador. A pesar de que los estabilizadores integrales con cuchillas son generalmente preferidos, los estabilizadores con aletas soldadas pueden ser utilizadas para agujeros superficiales o conductores, dependiendo de la formacin. Generalmente las formaciones blandas y en cualquiera de los casos, por encima del punto de desviacin para pozos direccionales. Los estabilizadores reemplazables de manga solo se deben usar en reas del mundo en donde la logstica es un verdadero problema (consideraciones econmicas). Su desventaja principal es que restringen la circulacin de flujo en un agujero pequeo. La posicin, tamao (completa, por debajo o Estabilizador Medido Ajustable) y cantidad de estabilizadores en el ensamble de fondo, son determinados por los requerimientos de la perforacin direccional. En la seccin vertical su propsito es el de mantener el ngulo de desviacin lo mas bajo posible.Nota: El estabilizador cerca de la barrena puede ser reemplazado por un escariador de rodillos de tamao complete, en caso de que se experimente torsin excesiva. No coloque un estabilizador en la transicin desde las lastra barrenas hasta el HWDP. El uso de estabilizadores dentro de la tubera de revestimiento debe ser evitado lo mas posible (o ser limitado a un espacio de tiempo corto), Ej. Mientras se limpia el cemento.

Criterios de Estabilidad en la Sarta de Perforacin. (Introduccion a los efectos)Durante el proceso de perforacin existen fuerzas que gobiernan el ngulo de inclinacin del pozo, las cuales se originan por la sarta de perforacin sobre la barrena y que de acuerdo a las condiciones de operacin (peso sobre barrena) y condiciones de la formacin varan. Dichas fuerzas son la fuerza de gravedad y el peso que se le aplica a la barrena. La primera provoca un efecto de pndulo sobre la barrena y con ello la barrena tiende a incrementar el ngulo, mientras que la segunda un pandeo o deflexin y con ello un decremento en el ngulo. Por otro lado si se desea mantener el ngulo es necesario que ambas fuerzas se neutralicen. La resultante de estas fuerzas depende de la distancia de la barrena al punto donde la sarta hace contacto (flexin) con las paredes del agujero o la tubera de revestimiento a este punto se le conoce como punto de tangencia.Para poder mantener estas fuerzas bajo control, se utilizan fuerzas laterales las cuales nos proporciona el uso de los estabilizadores. Por lo tanto el manipular correctamente la posicin y el nmero de estabilizadores en la sarta es fundamental para un buen control del ngulo del pozo

SARTAS CON ENSAMBLES ROTATORIOSConsiste en la barrena y una combinacin de estabilizadores, DC y otras herramientas especializadas ubicadas por debajo de la tubera de perforacin, donde la tendencia de desviacin es causada por la flexin de los DC.La Fuerza Resultante aplicada sobre la barrena se descompone en:Fp (Fuerza Pendular) y, Fb (Fuerza de Construccin).Tericamente, Fp> Fb, la inclinacin caer. Fp