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ESTABILIZADORES

Su función principal es la de mantener la dirección programada del pozo y la estabilización del mismo evitando el pandeo de la sarta de perforación, ya sea si se va a perforar un pozo vertical o direccional.

Pueden ser herramientas fabricadas con 3 aletas soldadas o integrales.

Tipos de estabilizadores:

De aletas largas recomendadas para formaciones blandas, con revestimiento de carburo de tungsteno e insertos de carburo de tungsteno.

De aletas cortas recomendadas para formaciones duras, con revestimiento de carburo de tungsteno e insertos de carburo de tungsteno.

Fig 1 tipos de estabilizadores

Para la perforación direccional, los estabilizadores distribuidos en la sarta de perforación en posiciones específicas con respecto a la broca, permite el control de la desviación para aumentar, mantener y disminuir el ángulo de inclinación del pozo.

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Fig. 2 Arreglo de estabilizadores para construir un ángulo

Fig. 3. Arreglo de estabilizadores para mantener ángulo

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Fig. 4. Arreglo de estabilizadores para disminuir ángulo

CALIBRE Y LOCALIZACIÓN DE ESTABILIZADORES

El calibre y la localización de estabilizadores, combinados con los parámetros de perforación, tienen un marcado efecto en la habilidad del ensamble rotario pata construir, caer o mantener la inclinación. Existen tres principios fundamentales:

Principio Fulcrum Principio de Estabilización Principio de Péndulo

Principio Fulcrum

Un ensamble con un agujero en calibre cerca de la barrena tendrá un estabilizador y de 40 – 120 pies de lastra barrenas antes de colocar el siguiente estabilizador que construirá el ángulo cuando se le aplique peso.

El aplicar peso causará que las lastra barrenas se flexionen y que cerca del estabilizador de la barrena se cree un Fulcrum o punto de pivote. Esto crea una fuerza de oposición en la barrena la cual crea una curvatura hacia arriba en el agujero hasta que el peso es reducido.

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La velocidad de construcción se incrementa cuando:

Hay un incremento en la distancia entre la barrena y el primer estabilizador – este es el elemento de diseño más importante en un ensamblaje Fulcrum para construir el ángulo. Cuando la distancia se incrementa, la capacidad de construcción se incrementa debido a un mayor efecto de palanca ejercido en el punto de pivote (Cerca del estabilizador de la barrena). Una vez que el estabilizador de la primer sarta se encuentra a los 120 pies de la barrena, no se verá mayor efecto ya que los lastra barrenas estarán en contacto con el agujero descubierto.

Incremento en la inclinación del agujero – Conforme se incrementa, los lastra barrenas tienen una componente mayor en los ángulos rectos al eje del agujero y ejercen una fuerza mayor en el Fulcrum.

Reducción del diámetro de lastra barrenas – la rigidez de este es proporcional a la cuarta potencia del diámetro. Así que, usando un diámetro ligeramente menor la flexibilidad del ensamble se incrementará enormemente. Un lastra barrena más pequeño de la misma forma incrementará el espacio anular y permitirá flexionarse antes de entrar en contacto con el hueco perforado.

Incremento en el peso en la barrena - cuando este se incrementa, dobla las lastra barrenas entre los estabilizadores, lo que incrementa la fuerza de carga en la barrena.

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Reducción a la velocidad rotaria – Una velocidad de rotación alta tenderá a enderezar la sarta. Por lo que, Bajas velocidades (70 – 100 RPM) serán utilizadas con estos ensambles.

Reducción en el gasto – En formaciones suaves, un alto gasto de bombeo puede lavar el agujero y reducir las velocidades de construcción.

Principio de Estabilización

El principio usado es que tres o más estabilizadores en calibre cada uno separado por un cople desviado

Incluyendo el cercano a la barrena, estos resistirán cualquier efecto de deflexión y preferirá seguir una trayectoria recta. Estos ensambles son llamados ensambles empacados y típicamente se utilizan en secciones tangenciales en conjunto con altas velocidades de rotación (120 – 160 RPM).

Principio de Péndulo

Este fue el primer principio direccional desarrollado y se compone de un estabilizador menor al calibre del hueco o de ninguno cerca de la barrena. La barrena experimenta una menor fuerza debido a la gravedad.. Reduciendo el peso en la barrena y manteniendo la posición para ayudar a prevenir la caída puede incrementar el efecto. Si la barrena para el primer estabilizador es muy grande entonces, las lastra barrenas pueden reducir su contacto con las paredes, disminuyendo su efectividad y pueden hacer que la barrena se direccione hacia arriba. Manteniendo una velocidad de rotación (120 – 160 RPM) aunado a un bajo peso en la barrena inicialmente ayudará a iniciar la caída. Una vez que la trayectoria ha iniciado, más peso puede ser puesto para acelerar el proceso.

Guías:

Las secciones entre la barrena y el primer estabilizador así como entre el primer y el Segundo estabilizador deben ser tan rígidas como sea posible.

No se requiere de estabilizador cerca de la barrena si es del tipo PDC o cuando no se presenten problemas de azimutal. Si se utiliza una barrena tricónica o de tres conos, se recomienda el uso de un estabilizador bajo calibre por (¼” o ½”) de diámetro.

Debe haber dos estabilizadores con una longitud no mayor a los 30 pies entre ellos.

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Utilice una barrena con bajo peso de forma inicial hasta que la tendencia de caída se hay estabilizado entonces incremente el peso gradualmente.

Use alta velocidad de rotación (dependiendo del tipo de barrena).