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Técnicas Energéticas - 67.56
Motores de perforación
Facultad de Ingeniería - UBA
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Introducción• Objetivos del desarrollo de motores de
perforación• Aplicaciones variadas => Motores
específicos• 1956 => Motores de Fondo
– Perforación horizontal– Sistemas de dirección– Alcance extendido– Reducción de Costos
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Aplicaciones
• Aplicaciones convencionales• Aplicaciones en pozos rectos• Aplicaciones direccionales• Perforación “Casing”
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Aplicaciones Convencionales
• Baja velocidad, par elevado• Adecuado para:
– Comienzos de pozo– Correcciones de curso– Control de inclinación– Desviaciones de perforación
• Bajo costo• Fácil mantenimiento
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Aplicaciones en pozos rectos
• Incremento ROP• Control direccional en aplicaciones
adversas• Mayores beneficios con desarrollos de
trépanos PDC y secciones de potencias más potentes
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Aplicaciones direccionales
• Estabilizadores• Armadura ajustable• Rotación selectiva de la columna de
perforación => trayectoria• Adecuado para:
– Atravesar objetivos complejos– Pozos horizontales angostos– Pozos verticales con tendencia a desviarse
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Selección de motores de perforación
• Aplicaciones
– Tipos de Perforación (vertical, direccional, horizontal)
– Perforación Casing– Perforación con aire– Apertura y cierre del Pozo– Evitar el uso de Casing
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Selección de motores de perforación
• Otros factores
– Tipo de Trépano– Velocidad y par motor– WOB y caída de presión en la herramienta– Tasa de flujo / Velocidad angular requerida para
limpiar el pozo– Tipo de fluido o lodo (composición) y temperatura de
circulación de fondo– Tamaño del pozo
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Conjunto de fondo (BHA)
• Elementos básicos– trépano– motor de lodo– estabilizadores– portamechas– tubos pesados de
perforación– threadforms (uniones para
conexiones rotatorias)– MWD– LWD
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Diseño del motor de perforación
• Válvula de vacío- Dump Valve o Crossover sub- Permite el paso del fluido de perforación y su drenado
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Diseño del motor de perforación
• Parada de emergencia- Safety Catch Sub- Opcional- Remueve componentes- Para motores de aplicaciones extremas
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Diseño del motor de perforación
• Conjunto de sección de potencia- Power Section- Rotación del trépano- Rotor- Estator
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Diseño del motor de perforación
• Conjunto de acoplamiento- Coupling Assembly- Transmite el par motor rotacional- Movimiento excéntrico en concéntrico al eje- Acoplamiento flexible
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Diseño del motor de perforación
• Conjunto de cojinete- Bearing Assembly- Soporte del eje- Afectado por WOB, tasa de circulación, caída de presión en el trépano.- Cojinete de empuje (Thrust Bearings)- Cojinete de soporte radial (Radial Bearings)
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Motores RSS
• RSS = Rotary Steerable System• Modo Deslizamiento
- Fuerzas de fricción- Lento- Atascamiento o Deslizamiento
• Modo Rotación- Mejor calidad de pozo
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Modo de rotación
• Caracteristicas
– Soporta un mayor WOB
– Velocidad de rotación limitada en el rotor– Eje de transmisión robustecido– Elastómeros especiales– Cojinetes aptos
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Modo de rotación• Ventajas
– Elimina exceso de ruido– Mayor ROP y eficiencia del sistema– Excelente control direccional– Minimiza atascamiento y deslizamiento
(fricción)– Optimiza PDC– Menor desgaste de la tubería de
revestimiento
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Curvas de funcionamiento• Velocidad (rpm)
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Curvas de funcionamiento• Potencia (hp)
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Curvas de funcionamiento• Torque (libra-pie)
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Beneficios de nuevas tecnologías
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Mejoras tecnológicas• Tren de transmisión• Conexiones más fuertes y materiales de
mayor grado• Mejoras en la sección de potencia• Altas temperaturas• Estator
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Bibliografía• Oilfield Review -www.slb.com• Oilfield Glossary -www.glossary.oilfield.slb.com• NQL Energy Services -www.nql.com• Baker Hughes INTEQ -www.bakerhughes.com/inteq• CavoDrilling Motors -www.cavodm.com• National Oilwell Varco-http://www.natoil.com• El abecé del Petróleo y del Gas –IAPG• Equipos y herramientas –Nociones de perforación,
terminación de pozos y extracción –Instituto del Gas y del Petróleo–FIUBA 2005
• Trabajo de Juan Lugaro (alumno de T.E.)