Sartas de Perforación y manejo de d e Tubulares •Objetivo. •Tipos de sarta de perforación. •Empacada. •Penduleada •Navegable. •Rotatoria navegable (RSS) •Componentes que integran una sarta •Tubería de Perforación •Tubería Extra Pesada (HW) Lastrabarrenas (Drillcollars) •Lastrabarrenas •Accesorios de la sarta (Estabilizadores, (Estabilizadores, otores de Fondo, Turbinas, Turbinas, Martillos, MWD/LWD, MWD/LWD,
Reductores de Fricción, Amortiguador de vibraciones.) •Herramientas de Manejo (Cuñas, elevadores llaves de fuerza). •Tipos de conexiones en sartas de trabajo y tuberías de revestimiento •Conexiones API (Regular, IF, etc.) •Conexiones de patente (Hydrill, Gran Prideco, Prinver, Tamsa, etc) •Diseño de Sartas de perforación. Definición y Conceptos(Peso Ajustado de las Tuberías, Resistencias de las Tubería, Factor de Flotación, Margen para Tensionar, Fuerza de Aplastamiento por las Cuñas, Código de Colores, Calibraciones, Resistencia a la Flexión para Conexiones, Relación de Rigidez, Momento de Inercia, etc.). Selección de Lastra Barrenas. Estabilizadores Estabilizadores (Tipos y Selección) Diseño por Punto Neutro Tensión-Compresión con Flotación. Diseño Punto Neutro Tensión-Compresión por Áreas de Presión. Evaluación y control de desgaste y fatiga de sartas de perforación ( Horas de rotación , Ciclos de pandeo , etc.)
Perforación Perforación Direccional M I. JOSE HOMERO TREVIÑO GARCIA. Intr Introd oducc ucción ión a la Perf Perfor oraci ación ón Direcc Direccion ional, al, De Defin finici icione oness y Aplica Aplicacio cione ness de Perf Perfor oraci ación ón Direcc Direccion ional al para para la optimi optimiza zació ción n de la prod produc ucci ción ón en dife difere rent ntes es tipo tiposs de yaci yacimi mien ento toss Hidráulica y limpieza de los pozos direccionales de alto ángulo Problemas y Limitaciones de la perforación direccional
Mediciones y Registros Direccionales ¿Por que Registrar? Modelos de la Tierra El Geoide El Esferoide Sistemas de División Terrestre Cuadriculado Universal Transverso (UTM) Proyección Cónica de Lambert Otros Sistemas de División Declinación Magnética Mapas de División
Perforación Perforación Direccional M I. JOSE HOMERO TREVIÑO GARCIA. Intr Introd oducc ucción ión a la Perf Perfor oraci ación ón Direcc Direccion ional, al, De Defin finici icione oness y Aplica Aplicacio cione ness de Perf Perfor oraci ación ón Direcc Direccion ional al para para la optimi optimiza zació ción n de la prod produc ucci ción ón en dife difere rent ntes es tipo tiposs de yaci yacimi mien ento toss Hidráulica y limpieza de los pozos direccionales de alto ángulo Problemas y Limitaciones de la perforación direccional
Mediciones y Registros Direccionales ¿Por que Registrar? Modelos de la Tierra El Geoide El Esferoide Sistemas de División Terrestre Cuadriculado Universal Transverso (UTM) Proyección Cónica de Lambert Otros Sistemas de División Declinación Magnética Mapas de División
•
Métodos de Estudio Direccionales
•
Método Tangencial Método de Angulo Promedio Método del Radio de Curvatura Método de Curvatura Mínima Diseño Direccional
•
Equipo y Herramientas Utilizadas en la Perforación Direccional y Métodos de Deflexión.
Herramientas de Registro Factores de Selección de Herramientas Herramientas Magnéticas Herramientas de Registro Magnético Disparo Individual Magnético Registro Magnético de Caída Disparo Magnético Múltiple (MMS) Disparo Magnético Electrónico Múltiple (EMS) Herramientas de Evaluación Giroscópica Giroscopio de Disparo Simple Giroscopio de Disparo Múltiple Giroscopio de Lectura en Superficie Sistemas de Medición y Registro Mientras se Perfora MWD Inclinación en MWD Interferencia Magnética Sistemas de Medición MWD, LWD y PWD
Motores de Fondo estándar PDM y Sistemas Rotatorios Rotatorios RSS (Poi (Point nt th thee Bit Bit y Push Push th thee Bit) Bit) Operaciones
de Perforación Direccional Sistemas de Direccionamiento Rotacional Auto Track Revolution Geo pilot pilot Power Power Drive Drive Sistema de Control de Trayectorias
Perforación Perforación No Convencional Perforación
de Pozos Pozos de Re-entrada Lateral (Side Track) Pozos Horizontales – Horizontales – Pozos Multilaterales – Multilaterales –
M I JOSE HOMERO TREVIÑO GARCIA
Los
años 30 1er 1er
Pozo perf erforado ado con contro trol dire ireccio ccion nal (inic inicia ialm lmeente por razones no éticas icas,, para cruz cruzaar líneas líneas diviso divisoria riass de prop propied iedad ades) es)
Hunting Huntington ton Beach, Beach,
Californi Californiaa
1934 Perf Perfor oraci ación ón Direcc Direccion ional al contr controla olada da fue usad usadaa Beginn Beginning ing of contr controll olled ed DD – DD –
Conroe, Texas
para para mata matarr un pozo pozo que que fluía. fluía.
DESARROLLO DE MEDICIONES 1930 1930 Magne Magnetic tic Single Single Shot Shot (desp (despué uéss
DESARROLLO DE HERRAMIENTAS
perfo perfora ració ción) n)
1960’ 1960’s
Motor Motores es de Fond Fondo o
1970’s 1970’s Herramientas Herramientas Dirigibles –Re –Regis gistr tros os con con cable cable
1980’ 1980’s
Motores Motores Dirigible Dirigible
1980 1980 MWD MWD
1988 Perfor Perforación ación Horizont Horizontal al
Telem elemet etrí ríaa
1990’ 1990’s
de puls pulso o de lodo lodo
1980’s 1980’s LWD 1990’ 1990’s
GeoSteering geométrica)
Perforación Perforación Geo-steering Geo-steering
1999 Sistemas Sistemas Rot Rotato atorios rios Direccion Direccionales ales
(Trayectoria
geológica
vs
Perforación Direccional Es un esfuerzo de ingeniería al desviar un agujero en base a una trayectoria planificada a un objetivo determinado, ubicado a cierta profundidad, cuya ubicación posee dirección y un desplazamiento con respecto a la vertical.
1. 2. 3. 4.
Tipo J Construir y mantener B & H : Tipo - S Tipo Undercut
B&H 3
S 2
S
4 1
J
Perforación
direccional
Cierre al objetivo.
Pozo horizontal.
Sección vertical.
Perforación
Dirección de la sección
de largo alcance.
Profundidad Estación del Longitud
medicion direccional.
de curso.
Inclinación Dirección
del agujero.
del agujero.
Profundidad Latitud Cierre.
medida.
vertical, TVD.
y salida.
Pata de
vertical.
perro - Dogleg.
Severidad
de la pata de perro.
Construcción de ángulo /reduccion de ángulo /Giro. Medicion en
la barrena
La ciencia de la desviación un pozo a lo largo de un curso planeado al objetivo subsuperficial cuya localización está en una distancia lateral o desplazamiento y una dirección dadas desde la vertical, a una profundidad especificada. Perforación de un pozo con la desviación planada de la superficie a los objetivos predeterminados. Objetivo Objetivo
Un pozo direccional con una sección continua del pozo con una inclinación planeada de > 86°
Radio largo
2-6°/100 pies
Radio medio
6-35°/100 pies
Radio intermedio
35-65°/100 pies
Radio corto
65-115°/100 pies
La perforación de un pozo en el cual la profundidad medida final será mayor de dos veces la profundidad vertical
La distancia midida
a lo largo de la trayectoria del pozo de la superficie a la profundidad a cualquier punto localizado sobre la trayectoria del pozo. La
profundidad total (TD) es la profundidad medida de la referencia superficial a la profundidad del fondo del pozo medida a lo largo de la trayectoria real o planeada. Es más exacto “a lo largo
de profundidad del agujero” along hole depth(AHD).
Cualquier punto (profundidad) a lo largo del pozo en el cual se toma una lectura o medicion direccional.
La longitud medida del pozo entre dos estaciones registradas survey LC = MD2 – MD1
El ángulo de la inclinación se mide entre la vertical y la tangente del pozo en una estación registrada (survey) Tangente Estación de survey Proyección vertical del pozo Inclinación Vertical
Referencia norte
Proyección horizontal del pozo Estación de medicion o survey Tangente
La distancia vertical entre dos planos horizontales que contienen estaciones medidas (survey) 1. Estación survey
Longitud del curso
2. Estación survey
La
suma de todas las ΔTVDs calculadas de las mediciones tomadas a lo largo de la trayectoria del pozo a partir de la referencia superficial (i=1) al punto del interés u objetivo (i=n). La referencia de la profundidad
debe ser dada siempre (e.g. 1230 pies TVD) n
TVD
TVD
i
i 1
latitud
salida
Dirección y distancia de la ultima estación medida relacionada con la primera estación registrada. La dirección se mide con referencia al Norte como Azimuth.
Dirección de cierre
objetivo
La dirección y la distancia al centro de objetivo se relaciona con la primera estación medida o survey .
Dirección de cierre
objetivo
Pozo VS dirección
VS dirección
VERTICAL SECTION The vertical profile of a well is defined in a plane bounded by the direction straight from the slot (surface location) to the target. This direction is described as the vertical section azimuth or target direction.The total horizontal deviation (displacement) of the well projected onto this plane is called the vertical section.
Grafica plano Vertical
Grafica plano Horizontal Rejilla norte
Sección Vertical
dirección
Este
Grafica Vertical
Grafica Horizontal NORTE
Sección Vertical
dirección
Este
El cambio de variables en la dirección o rumbo del agujero e inclinación entre 2 estaciones combinadas, y una longitud de curso : DLS= cambio de ángulo longitud de curso Usualmente expresada en grados por 100 pies Por ejemplo:
DLS = 7.0° / 100 pies Lo cual es equivalente para
6.89°/30m o 2.30°/10m
Conversión: (DLS dg/100pies) x 0.9840 = DLS grados/30m (30*3.28=98.40)
Cambio de ángulo: 360° Longitud de curso: 2πR
R
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Cambio de ángulo sobre la distancia de referencia: construcción de ángulo/ reduccion de ángulo = Inclinación cambia en grados x 100 [grados/100pies] Distancia en pies
Cambio de rumbo = Azimuth cambia en grados x 100 [grados/100pies] Distancia en pies
Definición: Valores extrapolados de la profundidad al punto del instrumento y la profundidad de la barrena. INbit = IN + BUR x L [grados] 100
IN AZ L BUR TR
AZbit = AZ + TR x L [grados] 100 Inclinación medida, grados Dirección medida (rumbo), grados Distancia Sensor -Barrena, ft (m) construcción de ángulo y reducción de ángulo , grados/100 pies (grados/30m) Giro, grados/100 pies (grados/30m)
RAZONES POR LAS QUE SE PERFORAN LOS POZOS DESVIADOS
1.
CAUSAS SUPERFICIALES
2.
CAUSAS SUBSUPERFICIALES
3.
NECESIDADES ESPECIALES
CONSIDERACIONES SUPERFICIALES PARA PERFORAR DIRECCIONALES • La profundidad del agua, la pendiente del fondo marino • Terreno inadecuado ( los pantanos, los bosques, dunas, etc) • Proximidad a otros pozos, oleoductos, instalaciones de campos petroleros • Zona poblada (ciudad o zona rural, granja, instalaciones industriales) • La proximidad a las líneas eléctricas • Aeropuertos, radar o estaciones de radio • La accesibilidad del sitio y la preparación dificultades • Regulaciones ambientales •Cuestiones de posicionamiento del equipo(vertederos, carreteras de acceso, problemas de transporte)
Sub-superficiales Motivos ... » Objetos dejados en el del pozo (Sidetracking ) » Horizontales para optimizar producción » Reentradas » Sidetracking en agujeros seco » Existe riesgo de colisión » Se programan Múltiples objetivos para el pozo » Pozos de alivio ( Descontroles , rescate de las minas ) » Fallas, bloques flotantes, Domos Salinos » Tendencias Naturales a la desviación » Formación con echados pronunciados » Perforación de alcance extendido (ERD) » Ayuda utilizando vapor en drenaje por gravedad (SAGD) » Cruzando el río (la tecnología sin zanja)
PERFORACIONES DENTRO DE LA CIUDAD
OBSTRUCCIONES SUPERFICIALES
PERFORACION DESDE MACROPERAS O VARIOS POZOS DESDE UNA LOCALIZACION
SIDETRACK
REENTRADA EN POZOS PRODUCTORES
PERFORANDO SOBRE UNA FALLA
POZO DE ALIVIO
SOLO EN CASOS COMPLICADOS SE REQUIEREN POZOS DE ALIVIO GENERALMENTE EN EL MAR
POZOS HORIZONTALES
Pozo Horizontales y Clasificación
•
•
•
Radio Corto – 2°-3°/Foot Construcción – Equipo especializado • Driles Flexibles - Tubing Radio Medio – 10°-22°/100’ Construcción – Doble Bend Assemblies Radio Largo – 1.5°-6°/100’ Construcción – Herramientas convencionales
Short Radius 45'
200'
Medium Radius 400´ 300'
2,000'
Long Radius 1500´ 1,400'
4,000'
PERFORACION ASISTIDA
PERFORACION HORIZONTAL ASISTIDA PARA EXPLOTACION DEL YACIMIENTO CON INYECCION DE VAPOR
EN RESUMEN LA PERFORACION HORIZONTAL, MULTILATERAL Y DE ALCANCE EXTENDIDO TIENE ÉXITO CUANDO: LA GEOLOGIA SUBSUPERFICIAL , LAS PROPIEDADES Y LA PRODUCCION DEL YACIMIENTO SON BIEN CONOCIDAS.
EXTENDED REACH
OPTOMIZACION DE LA PRODUCCION CON EL DSIEÑO MEJORADO DE TRAYECTORIAS PARA DIFERENTES TIPOS DE YACIMIENTOS
PENETRAR MAS DENTRO DE LA FORMACION OBJETIVO
MOTORES
CUANDO SE PERFORA CON ESTE SISTEMA SE DESLIZA EN PROMEDIO DEL 30 AL 35% DE LOS METROS PERFORADOS CON MOTOR
MEDICION DE PULSO
CONTROL DE TRAYECTORIA.
TÉCNICAS DE TELEMETRÍA
EXCLUYENNDO LOS PROYECTOS DE AGUAS PROFUNDAS DONDE LOS COSTOS DE UN POZO EN PROMEDIO ES DE 100 MM DE DOLLARES Y EL COSTO DIARIO DE EQUIPO 500 000 DOLLARES.
• • • •
• • •
Severidad Torque Reactivo Arrastre Hidraulica Limpieza del Agujero Peso Sobre Barrena Estabilizacion de Agujero
CONTROL DE PARAMETROS DE PERFORACION
barrena
VEL TORQUE Y
PROBLEMAS DE LIMPIZA DEFICIENTE EN POZOS DIRECCIONALES
VEL DE
TEMBLORINAS
Razones para Utilizar Estabilizadores. •
Estabilizadores ayudan a concentrar el peso sobre la barrena
•
Estabilizadores minimizan deflecciones y vibraciones
•
Estabilizadores reduce torque de perforacion y menos contacto de los lastrabarrenas.
•
Estabilizadores ayudan aprevenir atrapamientos por presion diferencial y ojos de llave
Perforación Direccional
Referencias y sistemas de coordenadas
Referencias Verticales Referencias
Horizontales Inclinación, Dip de la Formación
Modelos de la Tierra
Proyecciones
Referencias y sistemas de coordenadas
Referencias Verticales Concepto básico: GEODESIA: Ciencia que tiene por objeto el estudio y la determinación de la forma, dimensiones y campo de la gravedad de la Tierra y de los cuerpos celestes cercanos a ella. Previamente a la realización del mapa topográfico de un país, son necesarios los trabajos de Geodesia. Permite obtener datos para fijar con exactitud los puntos de control de la triangulación y la nivelación Geoide: es una superficie física real y sobre la cual la gravedad en todos sus puntos es normal a ella. Debido a la imposibilidad de materializar la superficie real de la Tierra por una expresión matemática, su estudio se realiza adoptando distintas superficies de aproximación, como la esfera y el elipsoide de revolución
Referencias y sistemas de coordenadas
Referencias verticales (profundidad) (1) Superficie topográfica
Superficie Geoide
Superficie elipsoide
De acuerdo a las propiedades de los fluidos en equilibrio, la superficie promedio de las grandes masas de agua : mares, océanos, ... son superficies equipotenciales. Se elige una de ellas, llamada geoide -la superficie promedio de los océanos- para definir un nivel cero a partir del cual se medirán las alturas
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Referencias y sistemas de coordenadas
Referencias verticales (profundidad) (2)
MSL = Nivel Medio del Mar (Referencia Global) MSL Geoide = Superficie equipotencial (Normal a la aceleración de gravedad) Diferencia entre MSL Geoide y WGS84 : +/- 40m avg. WGS84 (World Geodetic System) extremos : Para coordenadas hor.: Elipsoide
+ 60m -100m Para coordenadas vert. : Geoide
El elipsoide de revolución (esfera achatada en los polos) es un modelo matemático de la Tierra utilizado para realizar cálculos y que se sitúa lo más cerca posible del geoide. Existen numerosos modelos de elipsoides.
Referencias y sistemas de coordenadas
Referencias verticales (profundidad) (3) • Otras referencias de la vertical (especÍficas) : LAT = Lowest Annual Tide AHD = Australian Height Datum AGD84 = Australian Geodetic Datum, 1984 GDA94 = AustralianGeodetic Datum, 1994 NAP = Nieuw Amsterdamse Peil
• Siglas
:
MSL AMSL TVD BRT AHD RKB AHRT MD AHORT SS
G
….…
Referencias y sistemas de coordenadas
Referencias de Profundidad (4)
RKB Elevation
RT Elevation
MSL
Ground Elevation
Wellhead Elevation
Subsea Depth
… un equipo en tierra
Referencias y sistemas de coordenadas
Referencias de Profundidad (5)
Opciones en un equipo de tierra
• Nivel del Terreno. • Cabezal del Pozo • Mesa rotaria • Buje del Cuadrante (fecha)
Referencias y sistemas de coordenadas
Mesa rotaria como referencia de profundidad.
Referencias y sistemas de coordenadas
Buje del Cuadrante (flecha) como referencia de profundidad.
Referencias y sistemas de coordenadas
Jack-up Rig
Air gap
Semi-submergible Rig
Referencias y sistemas de coordenadas
Se necesita: • Hora y fecha •Tabla de marea •Indicador de oleaje
Referencias y sistemas de coordenadas
Referencias Horizontales Medida de ángulos CW
CCW
en matematicas ...
En registros (surveying) ...
Ángulos • Ángulo: Conjunto de puntos determinados por 2 semirectas, l1 y l2, con un punto extremo en común llamado vértice.
l2 B O
α
l1 A
• Los ángulos se denotan como β, θ, etc.
AOB
∠
o por letras griegas α,
Referencias y sistemas de coordenadas
Referencia de dirección.
Dirección
Agujero del pozo
La Referencia puede ser el Norte Verdadero (Norte Geográfico), el Norte de Grilla (de mapas) o el Norte Magnético.
Referencias y sistemas de coordenadas
Sistema de Coordenadas En un sistema de Coordenadas Rectangulares o Cartesiano se puede localizar un punto con una sola pareja de puntos (x,y) estos valores son las distancias dirigidas, partiendo del origen, desde los ejes x e y respectivamente. El origen es el punto donde se interceptan los dos ejes coordenados.
Otra forma de representar puntos en el plano es empleando coordenadas polares, en este sistema se necesitan un ángulo (θ) y una distancia (r). Para medir θ, en radianes, necesitamos una semirecta dirigida llamada eje polar y para medir r, un punto fijo llamado polo.
Y
Sistema de Coordenadas Rectangulares
N P (x,y)
Referencia Norte
E
P (R, α) αα R
X Usando conversion de survey :
x = Rsinα y = Rcosα
R = (x2 +y2 )1/2 Sistema de Coordenadas Polares
α = atan (x/y)
Referencias y sistemas de coordenadas
Refrescamiento de funciones trigonometricas
Referencias y sistemas de coordenadas
Ejemplo : Desplazamiento del Objetivo (R)
3200 ft
Direccion de la Seccion Vertical ( α )
53.5° GN al TC
x = 3200 x sin(53.5) = 3200 x 0.8039 = 2,572.3 ft y = 3200 x cos(53.5) = 3200 x 0.5948 = 1,903.4 ft
Ngrid Y
TC α X
E
Referencias y sistemas de coordenadas
Maneras de expresar la dirección … (N15E)
En función de cuadrantes En Azimut
(0 - 360°)
Unidad de ángulos : grados o radianes (360°=2Π radian, o 6.28… radian, donde Π = 3.1415965…).
R
Definición de radian :
R
R1 radian
Definición de Radián Un radián es la medida de un ángulo con vértice en el centro de un círculo y cuyos lados interceptan un arco de una circunferencia de longitud igual a radio.
En geometría se demuestra que los ángulos en el centro son proporcionales a los arcos que interceptan. De la figura, AOC = 180º, ∠AOB = 1 radián y ABC es una semicircunferencia cuya longitud es πr.
∠
°=
radian radián
180 ° =
π
radianes
° 1 =
r r
π
180
=
180
π
°
π
radianes = ° 1
π
= 180
°
°
π
180
180 °
radianes °
1 radián
= 180 π
Referencias y sistemas de coordenadas
En función de Cuadrantes N(0-90)E o W S(0-90)E o W N
N37W
NxxE
NxxW W
S78W
N23E
E
SxxE
SxxW S
S41E
Azimut
Cambio en la Azimut N
N 350° 360
0
67° E
W
N = 0° ; 360°
S Azimut es de 0 - 360°
∆AZ = (360-350) + (10 - 0) = 20°
10°
En función de Cuadrantes En azimut En Cuadrante Dirección del agujero Dirección del agujero Dirección del agujero Dirección del agujero Dirección del agujero Dirección del agujero Dirección del agujero
4
160° 225° 290° 45° 130° 195° 325°
= = = = = = =
S20°E 1 S45°W 2 N70°W 3 N45°E 4 S50°E 5 S15°W 6 N35°W 7
La dirección del agujero en cuadrantes es expresada desde 0° hasta 90° en uno de los cuatro cuadrantes relativo al Este o al Oeste y desde el Norte o Sur. En azimut es expresada desde 0° hasta 360° Como la dirección es en relación al Norte, ella es afectada por el magnetismo de la tierra.
7 3
5
6
1
Referencias y sistemas de coordenadas
Origen del Campo Magnético El campo magnético de la Tierra se origina en este océano de hierro, el cual es un fluido conductor de la electricidad en constante movimiento. Aposentado sobre el caliente núcleo interior, el núcleo externo líquido se agita drásticamente. El núcleo exterior sufre también “huracanes” - remolinos generados por las fuerzas de Coriolis producidas por la rotación terrestre. Estos complejos movimientos generan el magnetismo de nuestro planeta a través de un proceso llamado efecto dinamo.
El campo magnético de la Tierra también está sufriendo otro tipo de cambios: las agujas de las brújulas en África, por ejemplo, oscilan casi un grado por década. Y globalmente campo magnético se ha debilitado un 10% desde el siglo XIX El movimiento del polo norte Magnético de la Tierra Diagrama esquemático del interior de la Tierra. 2001. Crédito: Geological Survey de Canadá. El núcleo externo es la fuente del campo magnético.
Referencias y sistemas de coordenadas
Direcciones horizontales (de la referencia)
> Norte Verdadero - Dirección al polo Norte Geográfico > Norte Magnético - Dirección al polo Norte Magnético > Norte de Grilla - Dirección del meridiano(s) central en mapas
Norte Verdadero (TN) & Magnetico (MN) TN
MN
Declinación Magnética Para entender la declinación debe entender que hay dos polos Norte. Hay
un polo real geográfico en la cima del mundo y uno magnético aproximadamente a 1250 millas (2000 Km.) del Norte geográfico real.
Una brújula siempre apunta hacia el Norte magnético y los mapas están orientados hacia el Norte geográfico. La diferencia de ángulo entre uno y otro es la llamada declinación. La declinación varía entre grados en la mayoría de las áreas pobladas del mundo. Esta declinación puede tener unas sutiles variaciones con el tiempo por variaciones del ángulo de la tierra. Estos valores de declinación y sus variaciones anuales suelen estar dados en los mapas. Estos expresaran una declinación al Este o al Oeste, dependiendo de su localización. En la figura se muestra una carta de declinación de1990, mostrando la declinación en ese año. La actual declinación no debe ser muy diferente.
Importante El polo que se encuentra en el hemisferio norte se llama polo magnético norte; el del hemisferio sur polo magnético sur. El eje magnético está inclinado 11° con respecto al eje geográfico de la Tierra, de manera que el polo magnético norte se encuentra en el Ártico aproximadamente a una latitud de 75.6° N y 101° W de longitud, mientras que el polo magnético sur está en la Antártica a 66.3° S de latitud y 141° E de longitud.
La posición de estos polos tiene pequeños corrimientos diarios y estaciónales, debido principalmente a variaciones transitorias del campo magnético terrestre
Norte Verdadero (TN) & Magnetico (MN) Todos los surveys magnéticos son obtenidos midiendo el campo magnético de la tierra. Sin embargo este varia con la localización y el tiempo. Adicionalmente el polo norte magnético esta constantemente cambiando de puesto, pero muy lentamente.
Debido a esto, los surveys medidos y referidos al norte magnético de hoy, pueden no ser exactos algún día en el futuro. Sin embargo, somos capaces de compensar esas variaciones aplicando una corrección al surveys magnético con relación al Norte Verdadero. Un surveys referido al norte verdadero es valido hoy y en cualquier tiempo en el futuro.
Convención de la Declinación Magnetica
En la declinación magnética, la corrección es positiva o negativa para la lectura de un compás magnético. La convención estándar es; hacia el Este es positiva mientras que, hacia el Oeste es considerada negativa. Para corregir una lectura de un compás en azimut para la declinación Este, mover el numero indicado de grados en el compás hacia el Este o en sentido de las agujas del reloj (a la derecha). Para corregir una lectura de un compás para la declinación Oeste, mover el numero indicado de grados hacia el Oeste o en sentido contrario a las agujas del reloj (a la izquierda).
Convención de la Declinación Magnética
Norte Verdadero (TN)
Norte Verdadero (TN)
Norte Magnético (MN) Norte Magnético (MN)
Declinacion Oeste (-)
Declinacion Este (+)
Declinación Este:
MN esta al Este del TN
Declinación Oeste:
MN esta al Oeste del TN
Corrección del Azimut Declinacion Magnetica : diferencia entre TN y MN MD = ƒ (Localizacion, Tiempo) Corrección del Azimut : AZTRUE=AZMAG + (MD)
Corrección del Azimut: Ejemplo Si la dirección magnética es de 75° y la declinación es 6° Este, entonces la dirección con respecto al norte verdadero será la siguiente calculada:
De la Formula: Direc. Magnética + Declinación = Direc. Verdadera
Entonces: 75° + (+6°) = Direc. Verdadera → Direc. Verdadera = 81°
Corrección del Azimut: Ejemplo Si la dirección magnética es de 120° y la declinación es 5° Oeste, entonces la dirección con respecto al norte verdadero será la siguiente calculada:
De la Formula: Direc. Magnética + Declinación = Direc. Verdadera
Entonces: 120° + (-5°) = Direc. Verdadera → Direc. Verdadera = 115°
Corrección del Azimut: Ejemplo Es importante que conociendo la declinación también podemos calcular a partir de la dirección Verdadera, la dirección magnética.
Por ejemplo: Si la dirección verdadera es de 60° y la declinación es 4° Este, entonces la dirección con respecto al norte magnético será la siguiente calculada:
De la Formula: Direc. Verdadera - Declinación = Direc. Magnética Entonces: 60° - (+4)° = Direc. Magnética → Direc. Magnética = 56°
Corrección del Azimut: Ejemplo Si la dirección verdadera es de 210° y la declinación es 3° Oeste, entonces la dirección con respecto al norte magnético será la siguiente calculada:
De la Formula: Direc. Verdadera - Declinación = Direc. Magnética
Entonces: 210° - (-3)° = Direc. Magnética → Direc. Magnética = 213°
INCLINACIÓN Y BUZAMIENTO DE FORMACIÓN Midiendo Inclinación, buzamiento de Formación
Pozo
Formación Horizontal
Buzamiento abajo
Inclinación
Buzamiento arriba
Vertical trayectoria
MODELOS DE LA TIERRA Midiendo Inclinación.
La inclinación es medida como unidad de gravedad por acelerómetros gravitacionales, que miden el campo gravitacional de la tierra en los planos X, Y y Z. El plano Z es el eje de la herramienta y esta hacia abajo del centro de la herramienta; el plano X es perpendicular al Z y en línea con la referencia de la cara de la herramienta, y el plano Y es perpendicular a ambos planos X y Z. Estas mediciones de las componentes del vector, combinados, determinan la inclinación.
Modelos de la Tierra Modelo digital del terreno: Es la representación cuantitativa en formato digital de la superficie terrestre, contiene información acerca de la posición (x,y) y la altitud Z de los elementos de la superficie. La denominación MDT es la genérica para todos los modelos digitales, en los cuales la coordenada Z se refiere siempre a la elevación sobre el terreno, y a los demás tipos de modelos en los que la Z puede ser cualquier variable.
Modelos de la Forma de la Tierra - Esferoides (elipsoides ) Esferoides Everest (1830) Bessel (1841) Airy (1830) Clarke (1866) Clarke (1880) Hayford (1909-1910) International (1924) Krasovsky (1940)
GRS80 (1980) Geodetic Reference System WGS84 (World Geodetic System) ITRF (Int. Terrestial Reference Frame)
Las elipsoides mas apropiadas USA, Canada, Philippines
Clarke, 1866
Eu,N.Africa, Middle East
International
Uk
Airy, 1848 International, 1924
Chile, Borneo, Indonesia
Bessel, 1841
Africa, France
Clarke, 1880
India, Afghanistan, Pakistan
Everest, 1830
Thailand Peninsular Malaysia
mod. Everest, 1830
Modelos de la Tierra
Datum El datum •Define la forma del elipsoide de la referencia. •Define la posición del elipsoide relativo a la tierra.
• Define cómo un sistema de coordenadas se asienta en el elipsoide
• Dato ideal : geocéntrico , con los radios polares y ecuatoriales correctos. • Datos importantes :ED50 for the GCS (European Datum, 1950) NAD27
(North American Datum, 1927)
NAD83
(North American Datum, 1983)
WGS84
(World Geodetic System, 1984)
www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/datum/datum.html
El datum describe: una localización, altura • En el datum el elipsoide toca la superficie de la tierra, las coordenadas de la localización son fijas ("punto de referencia")
El datum geodésico vertical es un punto situado en la costa donde se establece el nivel medio del mar, geoide. Este punto, denominado cota 0, es el origen de altitudes. Al igual que en el caso del datum horizontal, existen discrepancias entre diferentes datums verticales, pues el nivel medio del mar dependerá de variaciones de corto período (mareas diurnas y semidiurnas, oleajes etc.) y de largos períodos (variaciones de la presión atmosférica y condiciones de viento, cambios en la configuración batimétrica) y las componentes de mareas de carácter semianual y anual.
NAD27 y NAD83 • NAD27 (1927) localización fija : el origen está en Meade’s Ranch, Kansas USGS stated that the Clarke 1866 el elipsoide es un bueno aproximado.
• NAD83 (1983) geocéntrico , esta en el centro de masa de la tierra, De acuerdo con el elipsoide WGS84 . Natural Resources of Canada, adoptado en 1990 como su nuevo sistema geodésico
• WGS84 (1984) geocéntrico, utiliza el elipsoide GRS80, que es casi idéntico al elipsoide WGS84
• Conversión entre NAD27 y 83 : NADCON exactitud del +/- 0.5 m
Sistema de Coordenadas Geográficas - GCS Polo Norte El polo que se encuentra en el hemisferio norte se llama polo Magnético norte;
Longitud (Grandes Círculos )
Latitud (paralelos)
Primer Meridiano
Longitudes : 0-180° E o r W Latitudes -- : 0-90° N o r S
Coordenadas geográficas En relación con la red geográfica que forman los paralelos y meridianos se definen las coordenadas geográficas que permiten ubicar con precisión la ubicación de un punto cualquiera de la superficie terrestre. Estas dos coordenadas se miden como la distancia desde el punto en cuestión hasta las líneas de base del sistema y reciben el nombre de:
Su línea de base es el Ecuador.
La latitud es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Ecuador, medida
sobre el meridiano que pasa por dicho punto.
Su línea de base es el Meridiano de Greenwich. La longitud es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto.
Universal Transverse Mercator Projection N
Ecuador
Meridiano Central
S
Proyección cilíndrica para un cilindro horizontal US Army, 1947
UTM Enumeración de Zonas Rejilla
Sistema de Rejilla UTM 1. convierte la forma esférica de la tierra en un mapa plano. 1.- El sistema de rejilla UTM, es el mas usado, 2.-Cualquier punto en la superficie de la tierra puede ser proyectado sobre el cilindro. 3.-Para cualquier zona dada, el meridiano central es la línea de longitud en contacto directo con el mapa. 4. -El sistema UTM, divide a la tierra en 60 zonas de longitudes, cada una con 6° de ancho 5.-Las 60 zonas van desde 1 hasta 60, iniciando en la longitud 180°. 6.-La zona 1 esta entre las longitudes 174° y 180°. 7.-Cada zona tiene un meridiano central, el meridiano central de la zona 1 es el 177°. 8.-Las líneas de latitudes van desde el tope hasta el fondo; los bordes de las zonas rectangular son espaciados a 8°, iniciando en el 80° latitud sur y finalizando en 84° latitud norte. 9.-El intervalo C esta entre las latitudes sur 80° y 72°. Las designaciones continúan hacia el norte y finalizan con la X entre las latitudes 72° y 84° norte. 10.-Las zonas de rejillas son identificadas, primero por el numero del meridiano central y seguido de la letra correspondiente a esa Latitud. Las letras I y O son excluidas.
Modelos de la Tierra
UTM Zonas de Rejilla
Meridiano Central
84°N
N Origen del Este falso
500,000m
Orígenes de falso
Norte = 0m
3°
3°
E
Northing Ecuador
8°
Norte =107m
80°S appr 600,000m
Modelos de la Tierra
Resumen de la Proyección de UTM (1) • Límites de la latitud: 84°N y 80° Sur • Meridianos Central: dado con números impares de la longitud geográfica, múltiplos de 3° • Norte Falso: 0m en el ecuador para N. Hemisferio 107m en el ecuador para S. Hemisferio • Este Falso: 500,000m (orígenes de la rejilla es al oeste de cada meridiano central ) • Descrip. Localizac.: Con "northing" y "easting" + número de zonas • Northings: Distancia del ecuador para N. Hemisphere. 107distancia del ecuador para el S. Hemisphere • Eastings : Distancia de Este falso en la zona sujeta • Unidades:metro o pies
Resumen De la Proyección de UTM (2)
• Anchura de la zona:
6°
• Enumeración de zona:
1 - 60 ccw de línea de data internacional (180°E o W Long)
• Zona 1:
180 - 174° W Long
30:
6 - 0º W Long
31:
0 - 6º
60:
174 - 180º E Long
• Altura del sector :
E Long
8° (Lat 80°S - Lat 84°N)
• Nombramientodel sector : C - X (I y O excluido ) • Primera zona Este de Greenwich 0° Long: zona 31
E536987.41 – N5875344.05 31U Ejemplo este
norte
bloque
zona
CM 3 =Central meridian de 3° Notas : • 31U (zona 31 bloque U) ⇒ CM3 (3° E Longitud)
Sistema de coordenadas UTM para el Compass
Coordenadas Rectangulares Locales
MANUAL DE CALCULOS PARA POZOS DIRECCIONALES
PLANEACION DE TRAYECTORIAS
CALCULO DEL NORTE VERDADERO
CONVERSIONES
CONVERSION DE GRADOS A DECIMALES
CONVERSIÓN DE ANGULO A AZIMUT
CALCULOS DE LAS VARIABLES DE LA PERFORACION DIRECCIONAL
CALCULAR
CALCULO DE BUR
CALCULO DEL ANGULO MAXIMO q
CALCULO DE LA EOB Y TVD
CALCULO DE EOB Y MD
CALCULO DESZPLAZAMIENTO DE EOB D1
ON
CALCULO DE LA PROFUNDIDAD TOTAL AL OBJETIVO
CALCULOS PARA EL PERFIL TIPO “S”
CALCULAR
DATOS:
CALCULAR:
Vista en Plano o proyección Horizontal
CALCULO DE LAS COORDENADAS
PRIMERO CALCULAMOS R1
DOS: CALCULAMOS R2
TRES: CALCULAMOS EL ANGULO MAXIMO
CALCULO DE EOB Y TVD
BN=R1*SEN q
SOD=START OF DROP
BT
DOR
GOF
-
CGD/BUR2 *100
CGD=90-q
Vista en Plano o proyección Horizontal
CALCULOS DIRECCIONALES
METODOS PARA CALCULOS DIRECCIONALES •TANGENCIAL •ANGULO PROMEDIO •CURVATURA MINIMA •RADIO DE CURVATURA
METODO TANGENCIAL
CALCULO DEL CAMBIO EN LA PROFUNDIDAD VERTICAL VERDADERA
CALCULO DEL DESPLAZAMIENTO
CALCULO DE COORDENADAS RECTANGULARES N/S E/W
FORMULA PARA CALCULAR COORDENADAS D N/S
CALCULO POR EL METODO DE ANGULO PROMEDIO CALCULO DE LA PROFUNDIDAD VERTICAL VERDADERA
CALCULO EN EL CAMBIO DE DEPLAZAMIENTO
CALCULO DE COORDENADAS RECTANGULARES
CALCULO DEL CAMBIO DE COORDENADAS
METODO DE CURVATURA MINIMA
CALCULO DEL DOG LEG
CALCULO DEL FACTOR DEL RADIO RF
METODO DE RADIO DE CURVATURA
CALCULANDO EL RADIO VERTICAL DE CURVATURA RV
D
D
N
E
D
N
E
METODOS DE DEFLEXIÓN ALINEACION Y ORIENTACION
M I JOSE HOMERO TREVIÑO GARCIA
PUNTOS IMPORTANTES Selección la de salida (KOP) / opciones • agujero abierto • agujero entubado Dirección de la salida en relación con el agujero original •Separación del pozo o de la trayectoria original • Punto de selección del Kick-off •Dureza de la formación • Estabilidad de la formacion • Condición de la TR
SIDE TRACK Hacer la desviación lateral ( side track) : Desde el fondo del agujero abierto Con tapón de cemento
Salida en TR Desde una sección molida de TR o se hace una ventana utilizando cuchara (whipstock)
SALIDA LATERAL EN UN POZO VERTICAL
Estaciones Salida KOP
Pozo nuevo Pozo nuevo Pozo original
objetivo Dirección NE
SALIDA LATERAL (SIDETRACK EN UN POZO DESVIADO)
Salir por el lado bajo del agujero es recomendable
KOP
Estaciones Agujero nuevo Agujero original Objetivo nuevo Objetivo
Ensamble rotatorio: Herramienta Guilligan Tobera (Jetting) Ensamble dirigible En agujero abierto con Motor PDM y bent housing O Motores Rotatorios Point the Bit o Push the Bit Cuchara colocada con Tapón de cemento Empacador Ventana en una sección molida de TR
HERRAMIENTA GUILLIGAN
Peso sobre barrena Lastrabarrenas Estabilizador(opcional)
• Método de emergencia de desviación • La tuberia se flexiona con el peso aplicado a la barrena para obtener una dirección arbitraria • Estabilizadores para aumentar la eficiencia
Tubería de perforación flexible o punto de flexión Estabilizador cerca de la barrena (opcional) Dirección de la flexión
Metodos de Defleccion del Agujero •
• • • •
Whipstock “ Utilizacion de Cuchara” – Se sigue usando. Jetting “con tobera como tercer cono” – Se continua usando solo en formaciones suaves. Herramientas Rotatorias convencionales – Mantener, tumbar e incrementar inclinacion. Motores de Fondo – Mas comun utilizado y preciso Rotary Steerable – Desviando mientras se rota.
CUCHARA
BARRENA CON TOBERA DIRIGIDA
SALIDA CON TOBERA DISEÑO ESPECIAL DE BARRENA
BARRENA DE DIENTES
El MECANISMO DE DEFLEXION CON SUSTITUTO DOBLADO (BENT SUB O HOUSING) • Uno o dos elementos doblados en el ensamble de fondo del pozo desplaza a la barrena lateralmente. • Resultando desplazamiento lateral de la barrena perforando sin rotar con Motor de fondo. • El sub crea fuerza lateral que actúa sobre la barrena • La fuerza lateral empuja la barrena , por lo tanto perfora axialmente y lateralmente con y sin rotación Mientras se esta perforando , la curvatura del pozo es cada vez mayor hasta la fuerza es significativa • Al llegar al equilibrio en la construcción de Angulo (curvatura) la fuerza se neutraliza a 0, y la curvatura no aumentar más.
DESPLAZAMIENTO LA BARRENA (1) Distancia lateral de la línea central del BHA al centro de la barrena:
Bd = Lt x sin θ [in] Donde: Lt (in) longitud del codo (doblez) a la barrena θ (°) Angulo del doblez _________________________________ Ejemplo: 9 5/8” Sperry-Drill, 6/7 lobe, 5.0 etapas Lm = 32.14 ft (Long del Motor) Lt = 32.14 + 1.0(Bna) = 33.14 ft = 397.68 ” θ = 1.5° Bd = 397.68 x sin 1.5 = 10.41 in
DESPLAZAMIENTO DE LA BARRENA (1) Distancia lateral de la línea central del motor al centro de la barrena Bd = Lt x sin θ *in+ donde: Lt (in)Longitud del codo a la barrena θ (°) Angulo del doblez Ejemplo: 9 5/8” Sperry-Drill, 6/7 lobe, 5.0 etapas Lt = 129.4” θ = 1.5° Bd = 129.4 x sin 1.5 = 3.39 in
INTERFERENCIA DE LA BARRENA
Distancia que la barrena se desplazaría más allá de la pared del pozo si no tiene obstrucción o la formación. Bi = Bd + 0.5(Dm +Db)-Dh [in] Donde: Bd (in) desplazamiento de la barrena Dm (in) OD del motor Db (in) Diametro de la barrena Dh (in) Diametro del agujero
INTERFERENCIA DE LA BARRENA – BENT SUB
Bd = 10.41 (in) desplazamiento de la barrena Dm = 9.625 (in) OD del motor Db = 12.25 (in) Diametro de la barrena Dh = 12.25 (in) Diametro del agujero Bi = Bd + 0.5(Dm +Db)-Dh = 10.41 + 0.5(9.625 + 12.25) - 12.25 = 9.098 in
Fs Fuerza lateral en la barrena
INTERFERENCIA DE LA BARRENA BENTHOUSING BD = 3.39 (in) desplazamiento de la barrena DM = 9.625 (in) OD del motor DB = 12.25 (in) Diametro de la barrena DH = 12.25 (in) Diametro del agujero Bi = BD + 0.5(DM +DB)-DH = 3.39 + 0.5(9.625 + 12.25) - 12.25 = 2.077 in
Fs fuerza lateral en la barrena
Nota: Es mas efectivo el bent housing porque hay menos distancia del doblez a la barena y la reacción de la formación sobre el brazo de palanca es menor por lo tanto al cargar peso Hay mas fuerza efectiva lateral hacia la formación como se ve en el calculo.
CALCULO DE FUERZA LATERAL *
Bi
interferencia bit, in
Sc
coeficiente de la rigidez, lb/in2
Lt
distancia de la curva de la barrena, in
Fs
fuerza lateral, lbf
I
momento de inercia, in4
E
módulo de elasticidad, 29 x 106 psi
Do
diámetro exterior, in
Di
diámetro interior, in
*Como el denominador es Lt entre mas lejos de la barrena este el doblez La fuerza lateral es menor.
FUERZA LATERAL EN LA BARRENA - EJEMPLOS Si se asume que un 9-5/8" Sperrydrill con 3" ID equivalente: momento de inercia I = 4173in4 coeficiente de la rigidez SC = 12.102 x 109 Distancia del doblez a la barrena Lt = 397.7 y 129.4 in Fuerza lateral sobre la Barrena Bent sub sobre un motor recto Motor con bent housing ------
= 5,252 lbf = 34,803 lbf
KICK-OFF EN HUECO ABIERTO
La barrena, el motor y los estabilizadores forman 3 puntos de contacto para una trayectoria circular definida. Aplica geometria de 3-puntos
Sin contacto de la pared en la curva
Fuerza lateral
Fuerza resultante
SIDETRACKING DESDE EL TAPON DE CEMENTO Perforation por tiempo : 4-5 in/hr
perf por tiempo WOB MINIMO supervise la salida del cemento y la cantidad de los cortes de la formación en la superficie.
100% cemento
Fuerza lateral Fuerza resultante
50% cemento 50% formación
100% formación
APERTURA DE VENTANA
PREPARATIVOS PARA LA CORRIDA DE UN CUCHARA
La ventana no debe comenzar en el cople de la TR Abra la ventana de aquí
Fije el tapon de 100-150ft y afinelo Alternativamente, un empacador podría ser fijado debajo del cople de la TR
a n a t n e v a l a r a p o i c a p s E
VIAJE DE LA CUCHARA
lastrabarrenas Orientación sub UBHO molino de inicio Cople perno de corte Ventanas Cuchara
Bisagra cuñas disparador inferior del viaje
tapon del cemento
STIFFBACK CUCHARA
perno de corte
Este whipstock se podria fijar hacia arriba (tension)
Cuchara ninguna bisagra cuñas disparador inferior del viaje tapon del cemento
PACKSTOCK CUCHARA
lastrabarrenas Orientación sub UBHO Cople molino del arrancador perno de corte Ventanas Cuchara
Bisagra cuñas Orientación del aguijón empacador Cuña para orientar la hta
PACKSTOCK CUCHARA
Cople
whipstock en plano inclinado perno corte
cuñas activadas Stinger se sienta en la guia
Ventanas
Guia para orientacion
PACKER + CUCHARA
lastrabarrenas Orientación sub UBHO cople molino del arrancador perno de corte manguera de alta presión Cuchara Bisagra cuñas
empacador
ventana
MOLINO DE INICIO
el perno va a aquí
MOLINO CON LOS CORTADORES PARA LA PERFORACIÓN
Los cortadores de PDC permiten que el molino perfore a una cierta distancia de la ventana. ¡Observe el espiral izquierdo !
MOLINOS DE LA SECUENCIA PARA VESTIR LA VENTANA
Observe torcido en espiral de la mano izquierda y la forma del barril
La forma de la ventana
top
fondo
La forma de la ventana
Resultado de un experimento superficial
top fondo
Otro experimento superficial. Observe la forma torcida de la ventana.
ORIENTACION DE LA CUCHARA
La punta debe descansar en la pared de la TR
Nota: ¡Para la orientacion del lado bajo LS use el stiffback whipstock!
COMPENSACIÓN ROLL-OFF
cara del whipstock después de fijar
DirecciónPlaneada
CUCHARA RECUPERABLE
punta de la cuchara
ranura
Gancho de HOMCO
APERTURA DE VENTANA MOLIENDO SECCION DE TR
PREPARACIONES PARA MOLER SECCIÓN DE LA TR
El molino no debe comenzar ¡en el cople de la TR! Comienza aquí
Molino sobre una longitud común
Fije un tapon del cemento aquí
e d o a t i r n e e b i u i t m a t s l e a l v e e u r M
Muela una sección de la tuberia de revestimiento
Limpie el agujero de la chatarra
a d i v o m e r o t n e i m i t s e v e r e d a i r e b u t
Llene la sección abierta con el cemento
coloque un tapón de cemento traslapado ¡Espere tiempo de fraguado¡
a d i v o m e r o t n e i m i t s e v e r e d a i r e b u t
Oriente el BHA
Afine la salida del cemento
Perfore el cemento abajo de la sección molida (~10ft -3m)
a d i v o m e r o t n e i m i t s e v e r e d a i r e b u t
Inico del side track.
100% cemento
100% Formacion
BARRENA PARA DIRECCIONALES O SIDE TRACK DBS HYPERSTEER BIT
Diseñado para sistemas rotatorios empujar—la barrena (push-the-bit). Los calibradores agresivos cortos son apropiados para los altos requerimientos del dogleg. Estas barrenas también se diseñan con calibradores más largos, más pasivos para mejorar la calidad del agujero .
DBS HYPERSTEER BIT
Diseñado para sistemas rotatorios dirigibles point-the-bit. Generalmente con calibradores más largos, se optimizan para compaginar el sistema mecánico, la formación, y la severidad requerida del dogleg.
DBS Fulldrift Bit
El calibrador extendido de la barrena cumple con los requisitos del sistema del Geo-Piloto, proporcionando excelente manejabilidad, calidad del agujero, y nivel bajo de vibración.
DIRECCIÓN DE TOOLFACE CON SUSTITUTO DOBLADO Y MOTOR ALINEADOS.
La dirección de la curva se marca con una línea (surco trabajado a máquina) Ángulos de curva comunes: 0.25 - 0.50 - 0.75 - 1.00° etc.
DIRECCIÓN DE TOOLFACE CON EL MOTOR O LA TURBINA CON BENT HOUSING DOBLADO.
Representa la orientación housing del motor.
La dirección del
del bent sub o bent
TF puede ser:
Referenciado
al norte magnético … “Toolface magnético” (MTF) dado como azimuth. Referenciado
al lado alto…
“Gravity Toolface”
(GTF) dado como los grados X a la izquierda o a la derecha (… de la dirección reciente del agujero conocida por el ultimo registro) o sea con respecto a la dirección del agujero.
¡La linea del bent sub tiene que estar alineada con el toolface del motor/o la turbina!
ALINEACIÓN DEL SUB DOBLADO AL MOTOR (TOOLFACE)
Si el bent sub se utiliza encima de un motor con bent housing : ¡El toolface del motor y la marca del bent sub tiene que ser alineada !
Marca o dirección del bent sub
Marca o dirección del bent housing del motor Marca o dirección del motor
Inclinación inicial
Cambio de dirección
Rotación TF desde HS
Círculos DL
Inclinación final
Nota: El tablero-ouija es basado en los mismos cálculos de vector como con el diagrama Ragland
Solution
g)
Tool Face (
Fig. 8. 30: Graphical Ouija Analysis.
255
Over one drilled interval (bit run) GIVEN:
Solution o
a = 16
o
g)
Tool Face (
o
e = 12 a N = 12
o e = 12
Initial Inclination = 16
o
=?
o
=?
Fig. 8. 30: Graphical Ouija Analysis.
256
o
¡Escalas!
Nota: DLS o BUR = DL / ΔMD ( si el ángulo lo construye la hta en menos de los 100 pies) es decir este metodo es predictivo y para ver cuando crece o decrece el ángulo dependiendo del giro que se va a dar a la hta. HS es el HIGHSIDE GRAVITY
Ejempo: Se tiene un ángulo inicial de 14.5° y se gira la cara de la herramienta 110°(izq. O derecha) termino con una inclinación de 13.6 y un cambio de rumbo efectivo de 20.17° si se utiliza un codo o hta que de 5°/100 pies de severidad.
Nota: Termine el cambio mientras que perfora 100 pies con 110° GTF dando por resultado DLS = 5°/100 pie
Este caso no genera cambio de rumbo solo incremento de ángulo observe que el cambio de ángulo (aumento) corresponde a toda la severidad.
Perforación Direccional Motores
Motores
desplazamiento positivos (PDM)
Turbinas de la perforación
Motores
Rotatorios (nueva generación)
CALCULO TABLERO-OUIJA (DRILLQUEST)
Proyección a objetivo TVD
Corr. Longitud corrida
1930 - 1948:
Renè Moineau.
1939:
1r Patente de los E.E.U.U. por T. Hudson - W. Gerber.
1956:
W. Clark - primer motor industrial de calidad (lobe DynaDrill del ½).
DRILEX: URSS autorizó a las compañías francesas/británicas. Navi-Drill: Desarrollo de Christensen. Navi-Drill en los E.E.U.U.: utilizado
por Eastman-Whipstock.
1990: Motores de SperryDrill. 1992: Motores mejorados de SperryDrill. y así sucesivamente…
¿Como funciona la bomba de cavidades progresivas (PCP) ? Introducción A fines de los años `20, Rene Moineau desarrolló el concepto para una serie de bombas helicoidales. Una de ellas tomó el nombre con el cual hoy es conocido, Progressing Cavity Pump (PCP). La bomba PCP está constituida por dos piezas longitudinales en forma de hélice, una que gira en contacto permanente dentro de la otra que está fija, formando un engranaje helicoidal: 1. El rotor metálico, es la pieza interna conformada por una sola hélice 2. El estator, la parte externa está constituida por una camisa de acero revestida internamente por un elastómero(goma), moldeado en forma de hélice enfrentadas entre si, cuyos pasos son el doble del paso de la hélice del rotor. Principio de funcionamiento y definiciones El estator y el rotor no son concéntricos y el movimiento del rotor es combinado, uno rotacional sobre su propio eje y otro rotacional (en dirección opuesta a su propio eje) alrededor el eje del estator. La geometría del conjunto es tal, que forma una serie de cavidades idénticas y separadas entre si. Cuando el rotor gira en el interior del estator estas cavidades se desplazan axialmente desde el fondo del estator (succión) hasta la descarga, generando de esta manera el bombeo por cavidades progresivas. Debido a que las cavidades están hidráulicamente selladas entre si, el tipo de bombeo, es de desplazamiento positivo.
BOMBAS HELICOIDALES
líquido bajo alta presión cavidad formada entre el rotor y el estator
líquido en una presión más baja
líquido bajo alta presión cavidad formada entre el rotor y el estator
líquido en una presión más baja
líquido bajo alta presión cavidad formada entre el rotor y el estator
líquido en una presión más baja
La presión diferencial hace el fluido de perforación entrar en las cavidades por la parte superior del motor. Mientras que se mueve a través del motor, el líquido empuja en el rotor que lo hace girar.
Bomba Netzsch para extracción de Petróleo de cavidades progresivas. Son instaladas en el fondo de pozo y accionadas en superficie por el denominado Cabezal (Drive Head) Netzsch. Bomba constituida por un rotor metálico y un estator con goma moldeada. Internamente mediante un tubo de acero al carbono. Netzsch posee actualmente bombas con capacidad de 1 a 4000 BPD y profundidades de hasta (2400 metros).
La suma de las superficies transversales en cualquier plano es una constante. Consecuentemente, la velocidad del motor es constante para un flujo dado.
La geometría del sello helicoidal formado por el rotor y el estator están definidos por los siguientes parámetros:
D
D: diámetro mayor del del rotor(diámetro nominal) d: diámetro de la sección transversal del rotor E : excentricidad del rotor Pe: paso del estator (long de la cavidad = long de la etapa) Pr: paso del rotor
El área es constante, y a velocidad de rotación constante, el caudal es uniforme. Esta es una importante característica del sistema que lo diferencia del bombeo alternativo con descarga pulsante. Esta acción de bombeo puede asemejarse a la de un pistón moviéndose a través de un cilindro de longitud infinita
PRINCIPO DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS BOMBAS HELICOIDALES Y LOS MOTORES
Las características de la potencia de entrada y salida del motor pueden ser considerada como función del número de lóbulos, geometría de lóbulo, ángulo helicoidal y número de etapas efectivas.
UNA ETAPA
Relacion
lobe sencillo: el ½
Relacion de
Multi-lobe ≥ 2/3
máxima relacion del
Etapa: una
lobes: 9/10 (utilizado por los tipos de soviet “D”)
vuelta completa de los lobes
Más etapas = más Torque Más lobes =
Caída
menos RPM
de presión por etapa: … en solo un lobe
Máximo ----: …
en motores del multi-lobe
Referencia : W. Tiraspolsky : Motores hidráulicos de la perforación del martillo
Velocidad alta Velocidad media Velocidad baja
Comparación de motores 6- 1/4” a 350 gpm
MOTORES DE BAJA VELOCIDAD Los motores de fondo de baja velocidad se caracterizan por tener una configuración entre la relación de lóbulos entre rotor y estator de 5:6, 6:7, 7:8, 8:9, y 9:10. El uso del motor con doblez ajustable (BH) con alto torque y una velocidad relativamente baja es ideal para usarla en aplicaciones de sarta navegable, incluyendo pozos horizontales y pozos en formaciones problemáticas. Las características en la potencia de éste motor de baja velocidad pueden ser utilizadas en varias aplicaciones especializadas como la perforación de pozos de radio corto e intermedio.
MOTORES DE MEDIA VELOCIDAD
Los motores de velocidad media se caracterizan por tener una configuración de lóbulos en la relación rotor/estator de 3:4 y 4:5. Las características de operación de los motores de velocidad media permiten un fino ajuste en los parámetros de operación y los rangos de penetración maximizando la vida de la barrena y el tiempo en el fondo, reduciendo así los costos. Las aplicaciones de los motores de velocidad media incluyen la perforación vertical con control direccional, los pozos de larga sección tangencial y el mejoramiento de la perforación.
MOTORES DE ALTA VELOCIDAD Los motores de alta velocidad se caracterizan por tener una relación de lóbulos en la configuración rotor / estator de 1:2 y 2:3. Las características de operación de los motores de alta velocidad permiten adecuadamente su uso en correcciones o en desvíos laterales (sidetracks), donde el control direccional preciso permite establecer eficientemente la inclinación y dirección requerida en el pozo.
Ejemplo: 6-3/4” lobe 2:3 7.0 Etapas de rendimiento del motor Y distancia del codo a la barrena:
Marina Cojinete
–ABH 8.62 ft FBH 7.43
FTC cojinete
– ABH 5.99 FBH 4.80
ABH: Caja doblada ajustable FBH: Caja doblada fija FTC: Carburo de tungsteno fundido
Build rate (°/100ft)
Tamaño de herramienta (pulgadas)
65 – 125 (radio corto)
4-3/4” 3-5/8” 2-7/8”
Hasta 65 (radio intermedio)
4-3/4” 3-5/8” 2-7/8”
Tipo de motor Sección de Sección Construcción Lateral Articulado Articulado Articulado
Hybrid-art Hybrid Paquete b. corto
Paquete corto del cojinete Paquete corto del cojinete Paquete corto del cojinete
Tipo MWD Articulado Articulado Articulado Doblado Doblado Doblado
Sub descarga Sub de enlace Cubierta del estator Adaptador de la cubierta del estator Anillo de ajuste Caja doblada Caja del cojinete Estabilizador /camisa protectora Soporte del cojinete inferior Doble caja
Caja doblada fija
Un dump sub puede ser incorporado arriba de la unidad de poder en el ensamblaje del motor para permitir que la tubería se llene cuando se está bajando y se vacíe cuando se está sacando.
pistón resorte puertos del fluidos
puertos
rotor estator
cubierta del estator
Nota: Los estatores “Std” y “Oversize” son usados
Lóbulo 7/8
1. Tipos: Cauchos (sintéticos) del nitrilo Neopreno Poliuretano 2.
En Sperry-Drill se hacen de RM100D Caucho nitrilo de butadieno (NBR) X caucho nitrilo de butadieno hidrogenado (HNBR) RM145 Caucho de nitrilo butadieno altamente saturado (HSN)
Los compuestos
aromáticos atacan los elastómeros polares y no polares.
Hinchamiento, ablandando y reducción en la fuerza debido a la absorción de componentes aromáticos.
Los elastómeros no polares (e.g. caucho natural) son susceptibles a la degradación por los hidrocarburos comúnmente usados en lodos de emulsión inversa.
Los elastómeros polares usados son nitrilos del alto grado (cauchos sintéticos), que son resistentes a los hidrocarburos encontrados comúnmente en lodos de emulsión inversa, o aditivos del lodo.
Indica
el contenido aromático relativo de un aceite.
Resultados en una
temperatura en °F, en a el cual anilina, un líquido aromático altamente polar (C6H7N) totalmente mesclado con un volumen igual de muestra del aceite forme una solución clara. Un
punto de la anilina de 150°F (65°C) o más alto indica que el aceite es menos probable que dañe los componentes de goma
Más
baja es la temperatura del punto de la anilina mayor es la tendencia a daño del elastómero de la causa. Un punto
de la anilina de 150°F (65°C) o más alto indica que el aceite es menos probable dañar los componentes de goma. Puntos de la anilina
del °F 165 (74°C) y arriba es recomendado por Sperry.
¡No
hay conexión entre la temperatura del punto de la anilina y la temperatura de la perforación! El elastómero debe ser probado
antes de funcionar…
Debilitamiento del
elastómero del estator (fuerza) debido a la temperatura cada vez mayor es la causa de la vulcanización. Sensibilidad cada vez mayor al ataque químico con la temperatura
La expansión
elevada.
termal aumenta el ajuste(calibre) de interferencia, que genera más calor, etc.
tubo del estator
Forma original del hule del estator
Efecto de la expansión termal que hace el caucho interno del estator se deforme y cambie la forma original
Diferencias de expansión debido a la variacion del espesor del area seccional.
Daños visibles: agrietamiento lagrimeo despedazamiento desprendimiento
Daños
invisibles:
Desgaste,
cambios diámetro mayor/ menor importancia
Reducción
en dureza
Sin puertos
Conexión para el acoplamiento universal
3-1/8” y motores más grandes pueden tener rotores perforados
puertos para el flujo de salida Conexión para acoplador universal
Crome el rotor plateado usado en lodo de agua salada del KCl-MgCl
conexión articulada caja doblada eje de transmisión conexión articulada
A la sección de poder conexión
Bolas
articulación Al eje de transmisión
Los motores no giran la parte baja CON ALGUNAS EXEPCIONES!
ajuste del anillo
inserto doblado
dientes
soporte del cojinete
parte doblada, upside-down.
ajuste del anillo
inserto doblado
La anchura de ranuras son diferentes
Fondo
Top
ajuste
1.83 1.50 1.15 0.78 0.39 Anillo de ajuste
0.39 0.78
1.15
1.50 1.83
TF
TABLA DE SEVERIDADES DE CONSTRUCCION DEL CODO Angulo del Motor
0.5 Fixed 0.75 Adj. 0.75 Fixed 1.0 Adj. 1.0 Fixed 1.5 Adj. 2.0 Fixed 2.25 Fixed 2.25 Adj. 2.5 Fixed
Angulo Pronosticado(0/100 ft) 3.4 9.3 9.3 15.3 15.3 27.2 39.2 45.1 45.1 51.1
Angulo Actual (0/100ft)
Eficiencia(%)
0-1 3-11 3-12 7-10 12 15-17 33-36 38-41 29-31 43-45
30 30-120 30-130 55-60 80 55-60 85-90 85-90 65-70 85-90
ABH ajustes de la curva Curva (1) Curva (2) 0.39° 0.78 1.15 1.50 1.83 2.12 2.38 2.60 2.77 2.89 2.97 3.00 0.26° 0.52 0.77
1.00 1.22 1.41 1.59 1.73 1.85 1.93 1.98 2.00
(1) Hasta motores de 9-5/8” (2) Motores de 11- 1/4”
Valores de esfuerzo de torsión para ajuste de la cubierta Motor O.D.
Llaves de apriete
Llave de quebrar
Torque
Pulgadas
Pies-Libras
N-m
3-1/8
3,500
4,745
3-3/8
3,500
4,745
3-5/8
3,500
4,745
4-3/4
10,000
13,560
5
12,000
16,270
6-1/4
20,000
27,115
6-1/2
20,000
27,115
6-3/4
25,000
33,895
7
28,000
37,960
8
35,000
47,450
9-5/8
60,000
81,350
11-1/4
80,000
108,465
TABLA PARA PREDICCION DE ANGULOS
Durante el diseño de los componentes del motor, las pruebas de esfuerzos dinámicos y estáticos ayudan en el desarrollo de los componentes respecto a su geometría y selección de material de construcción. El análisis se basa en efectos individuales y acumulativos de varios tipos de cargas y esfuerzos en el motor, incluyendo compresión, tensión, torsión, fatiga, presión interna y esfuerzos de golpeteo y vibración para ambos escenarios al estar perforando deslizando o rotando.
cartucho del cojinete
eje impulsor
pista de bolaS
Carga hidráulica hacia abajo
Montaje del cojinete de empuje
Carga hacia arriba del WOB
bolas
pista de la bola
(cojinete de empuje)
Juego Gap = L2 – L1
¡Observe las láminas de tope del barril! espacio de las llaves
RH hilo de rosca 4/5 aletas Top 1. 2.
Fondo
Esfu Esfuer erzzo de torsi orsión ón del del apri apriet ete: e: ¡seg ¡según ún espe especi cifi fica caci cion ones es del del mot motor! or! Una Una cami camisa sa prote rotect ctor oraa puli pulida da se podrí odríaa utili tilizzar aquí aquí,, cuan cuand do no se tien tienee esti estiba bado do o arma armado do..
Valores de esfuerzo de torsión del estabilizador Motor O.D.
Esfuerzo de torsión
Pulgadas
Pies-Libras
N-m
3-1/8
1,800
2,440
3-3/8
3,500
4,745
3-5/8
3,500
4,745
4-3/4
7,000
9,500
5
7,000
9,500
6-1/4
10,000
13,560
6-1/2
10,000
13,560
6-3/4
12,000
16,270
7
12,000
16,270
8
26,000
35,250
9-5/8
45,000
61,000
11-1/4
80,000
108,465
17-1/4” estabilizador en un SperryDrill de 9-5/8”
Cuñas en el lugar
Cuerpo del estabilizador.
Parte superior del motor
parte inferior del motor.
Extremo del eje de transmisión del Type-2
Camisa protectora Cojinete radial
Caja de conex a barrena
Nota: piñon la conexión para la barrena SlickBore.
ranuras para el collar
Potencia de salida:
MHPout = RPMxTQ hp 5252
Energía de entrada: MHPin = QxΔP 1714 Eficiencia: Donde: RPM TQ Q ΔP η
hp
η = MHPout x 100 MHPin
%
Velocidad del motor. Esfuerzo de torsión de salida. Lb-pie Gasto. gpm Funciona la presión diferencial de operación, psi EficIencia de conversión de potencia
Velocidad efectiva
RPMeff = f(RPG; ΔP) RPMeff = (qin-qleak flow) / R P G
Eficacia volumétrica:
ηvol = (qin-qleak flow) / qin = 1 – (qleakflow /qin) Donde : RPMeff ΔP Q in qleak flow RPG Ηvol
velocidad efectiva del motor, 1/min presión diferencial de rendimiento, psi flujo interno, gpm escape de fluido(5-8%), gpm revoluciones del motor/galón eficacia volumétrica
Presión diferencial Presión diferencial
No incluye
el diferencial de presión a recorrido libre el motor. Las presiones diferenciales de operación reducidas aplican a operaciones del motor en las altas temperaturas del pozo. El flujo máximo se utilizara cuando se tenga una tobera en el rotor. Funcionamiento basado en el agua en 70°F.
LIMITES DE OPERACION Dentro de los rangos de operación del motor, la velocidad de rotación de la barrena es directamente proporcional a la velocidad de flujo de circulación entre el rotor y el estator. Presiones diferenciales mayores que las recomendadas, ocasionan fugas de fluido entre el sello del rotor y el estator y reduce la velocidad de rotación de la barrena El torque de salida del motor es directamente proporcional a la presión diferencial desarrollada a través del rotor y el estator. Si el motor es operado excediendo las especificaciones de máximo torque, el desgaste del rotor/estator se acelerará y el motor podrá fallar. La potencia desarrollada por el rotor y el estator es directamente proporcional a la velocidad de rotación y al torque. Los caballos de fuerza del motor así como los valores de velocidad de rotación y torque deben ser considerados para cada tipo de perforación.
PRESIONES EN EL MANOMETRO DEL SP
OPERACION DE LA "PRESION DIFERENCIAL " DEL MOTOR
La presión diferencial de operación del motor es la caída de presión generada a través del paso entre rotor y estator derivando en torque que moverá la barrena. Para máxima certeza Sperry Sun recomienda que todos los motores SPERRY DRILL se operen con la mínima Presión Diferencial requerida para obtener un aceptable ROP y/o desempeño direccional. Cuando el motor está corriendo fuera de fondo en "No Carga" y se le baja a fondo, la barrena entra en contacto con la formación, el peso aplicado a la barrena y la presión diferencial generada en la unidad de poder se eleva debido al incremento de la demanda de torque al iniciar la barrena a perforar
OPTMIZACION DE LA OPERACIÓN DEL MOTOR Una vez que haya llegado a fondo con la barrena y el motor, podrá establecer unos valores óptimos para perforar, y establecer un control direccional variando el peso en la barrena y, de ser posible, el rango de flujo en pequeños incrementos. Deberíamos hacer notar que los cambios significativos en las características de la formación debido a fallas o cambios litológicos pueden requerir frecuentes ajustes de los parámetros de operación para mantener los rangos de penetración óptimos y generar un control direccional para cada tipo de formación. Manteniendo una presión diferencial de operación constante por debajo del máximo especificado reduce los problemas de orientación debidos a fluctuaciones del torque reactivo y provee un mayor control previniendo así que el motor se atasque. El atascamiento ocurre cuando dadas unas condiciones específicas de operación, el torque requerido en la barrena es mayor que el que el motor puede producir (Vea las listas de especificaciones del motor y las gráficas de desempeño)
TORQUE REACTIVO DEL MOTOR.
El torque reactivo llega a su máximo durante un atascamiento del motor, por lo tanto el giro obtenido en ésta condición es el máximo
El torque aplicado en la barrena produce un torque reactivo igual que actúa, vía la carcaza del estator del motor hacia la sarta en una dirección opuesta a las manecillas del reloj o en dirección de la mano izquierda. La cantidad de torque requerido en la barrena estará en función del peso aplicado y de la interacción de la barrena con la formación. Si la cantidad de torque requerido para girar la barrena disminuye, el torque reactivo (que tiende a girar la sarta a la izquierda) reduce. Si el torque requerido para girar la barrena se incrementa , el torque reactivo incrementa. El torque reactivo del motor, la torsión de la sarta y el arrastre axial pueden analizarse por computador de Sperry Sun. El desplazamiento o giro angular de la sarta para una aplicación dada puede ser llevado a cabo obteniendo la presión diferencial del motor fuera del fondo y sin carga y la presión óptima al trabajar en el fondo. La presión obtenida así tiene una relación directa con la salida de torque del motor (Vea las gráficas de desempeño en 2.2). Los valores de torque reactivo son equivalentes al valor de torque en la salida del motor.
La tendencia de giro de la sarta afecta la cara de la herramienta (tool face); las tendencias del giro deberán considerarse detalladamente con respecto a las operaciones de perforación direccional para facilitar el control direccional en una dirección precisa UNA DE LAS PRINCIPALES VENTAJAS DE LOS MOTORES ROTATORIOS ES ELIMINAR EL
La aplicación de un excesivo PSB, especialmente al combinarlo con rotación de la sarta, puede derivar en un aceleramiento del desgaste de los componentes internos del motor y una sobrecarga en el eje principal, baleros, carcaza del motor y conexiones de la carcaza o "housing".
Deberá tener en cuenta que mientras el PSB pueda minimizarse o acercarse a cero durante las repasadas o al circular, la rotación en la sarta por si sola puede generar altas cargas mecánicas en el motor debido a factores físicos, o al meter o mover la sarta (agujero fuera de calibre) en la geometría del pozo. Los rangos de PSB están contenidos en las listas de especificaciones de cada motor .
PESO SOBRE BARRENA
¿Por qué un
motor atasca?
No puede producir bastante esfuerzo de torsión para girar la barrena. ¿Cuándo atasca el motor?
Cuando el flujo de la salida = flujo del total.
¿Cómo podría ser detectado?
No hay aumentos de la presión.
¿Qué debemos hacer?
Pare la rotación de la sarta, levante y pare las bombas.
Tapa
Tapa la tobera
TAPADA
CON TOBERA
Smith Series 95 Jet Removido del portatobera std
CONSIDERACIONES HIDRAULICAS El uso de motores introduce una caída de presión adicional al sistema hidráulico de perforación, debido a las pérdidas por fricción en la unidad de poder y entre los componentes internos bajo la unidad de poder (las pérdidas por fricción en los componentes bajo la unidad de poder se han minimizado). Las caídas de presión en el fluido circulante se han minimizado por el diseño al paso del flujo suavizado en la transición, y lo mas libre de obstrucciones posible. El cálculo hidráulico del motor considera típicamente las caídas de presión en superficie y en los componentes de la sarta de perforación: Por ejemplo: •Caídas de presión en equipo de superficie (bombas, mangueras, etc.). •Caídas de presión en el interior de la TP. •Caídas de presión en el interior de TPHW. •Caídas de presión en el interior de Lastra barrenas. •Caídas de presión en los componentes de la sarta. (MWD, martillos, etc.). •Caídas de presión en el motor SPERRY DRILL: 1.- Presión de operación sin carga. 2.- Presión de operación con carga. •Caídas de presión en la barrena. •Caídas de presión anulares sobre componentes de la sarta. •Caídas de presión anulares sobre lastra barrenas. •Caídas de presión anulares sobre TPHW.
Del 5-8% del fluido se requiere para enfriamiento y lubricación .
Un rango específico de ΔPbarrena requerida para asegurar el vol correcto de enfriamiento:
restrictor de flujo
para presión baja en el restrictor de flujo de (LPFR): 0 - 400 PSI para el restrictor de flujo de alta presión (HPFR): 200 - 1.200 PSI
La presión sin carga del motor y la presión diferencial pueden variar debido a los efectos de varios parámetros Las presiones diferenciales de operación pueden obtenerse de las gráficas de desempeño del motor (Vea 2.2). Las caídas de presión de los diferentes componentes de la sarta pueden obtenerse directamente de los fabricantes o pueden ser calculados de las hojas de especificaciones del fabricante.
Salida por el cojinete 5%-8% Del volumen total
Flujo del barrena 92%-95% Del volumen total
Seleccione la presion
de operación del motor (ΔP) psi. Calcule el gasto requerido para pasar a través de la tobera. Q bypass= Q total – Q motor gpm Encuentre
el peso del lodo (MW) en ppg. Calcule el área del tobera usando fórmula: Seleccione el
área An de la tobera con :
Qbypas=Gasto por el interior del rotor Qmotor= Gasto requerido para el trabajo normal del motor
Presión de operación del motor = 350 psi Q total = 1410 gpm Q motor= 1200 gpm max. MW = 11.68 ppg Q bypass = 1410 – 1200 = 210 gpm (por la tobera)
Desde la tabla de tamaños TFA/tobera: TFA = 0.37 in2
1 x 22/32 es la tobera requerida
Beneficios
“A World of Experience in Geopilot Systems”®
• Incremento en la calidad y terminación del pozo • Reducción de Tiempos de perforación • Perforación con una sola sarta • Uniformidad del pozo • Control total de la posición del pozo
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Geopilot Herramienta Rotatoria
BENEFICIOS
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•
Construcción de Agujero Suave y Uniforme
•
Eliminacion de agujero Espiral
•
Eliminacion de agujero Tortuoso.
•
Estabiliadad y eliminacion de vibraciones en barrena.
•
Disminución de los efectos de Torque y Arrastre en la perforación, aumentando los metros a perforar.
•
Mejor acarreo y limpieza de recortes en el agujero.
•
Mejor corrida de registros y casing al tener un agujero a calibre
•
Reduccion en los tiempos y costos de perforación,
Agujero Espiral
“A World of Experience in Geopilot Systems”®
Exceso de Fricción al Deslizar Pobre ROP y transferencia de peso a la barrena Colgamineto de Casing Arrastres en la toma de registros Inestabilidad en la Barrena Alta vibracion Fallas de sensores Corta vida de barrena Incremento en viajes
Cortes en el Agujero Dificil limpieza del agujero Caida de formación Atrapamiento de Sartas Pobre desplzamiento del lodo
Principio de Operación
Shaft
Baleros concentricos que previene la deflección del shaft
Anillos Excentricos Bend Shaft
Focal Bearing
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Inclinacion en la Barrena en Oposicion de la direccion del codo creando una cara de la herramienta
Principio de Funcionamiento
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Halliburton #1 RDS system Posición Neutral
Deflección
Maxima Deflección
Drilling Fluid
Inner Eccentric Ring Supports
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Intermedia
Shaft Outer Eccentric Ring
Housing Direction of Toolface
Diferencias Power Drive
“A World of Experience in Geopilot Systems”®
Auto Track
Empujan la barrena Las fuerza que actuan son en los lados de la herramienta
Las fuerza que actuan son concentradas en la barrena
q
= 0.3°
AUTO TRACK
Componentes del Geopilot
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Geo-Pilot
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Beneficios • • • • •
Incremento en el ROP, Reduccion de Tiempos de perforación. Bajo torque y arrastre Perforacion más suave Agujero con menor espiral y tortuoso
Caracteristicas • Hay entre la barrena y la herramienta una unformidad en ellas, creando un pozo uniforme.
Pruebas • 300+ corridas
• Reduccion de dias de 60% en pozos de tierra en texasDrilled en pozos direccionales convencionales tipo “S” y horizontales