Ing. Rossana Gonzales

Es un dispositivo de desplazamiento positivo, en el que el fluido de perforación es bombeado

hacia abajo a través de la sarta de perforación, para que suba por las cavidades de la sección

de potencia. La presión de fluido reacciona contras las aletas del rotor y las paredes del

estator, ocasionando que el rotor comience a girar.

Son generadores de potencia, a medida que los objetivos de la perforación se han hecho mas complejos y difíciles de alcanzar, ha sido necesario generar potencia directamente en las mechas, sin necesidad de rotar la sarta de perforación. En la actualidad se utilizan dos tipos de ellos:

Motores de fondo

accionado por turbinas

Es una unidad multietapa de alabes configurados para proporcionar rotación de la mecha, por defecto del empuje del fluido circulado.

Motores de fondo de

desplazamiento positivo.

Es el mas utilizado, el movimiento o giro es logrado bombeando el fluido a través de la sarta dentro de las cavidades progresivas del motor.

Elastómeros especiales y otros materiales en la sección de poder permite el uso de la mayoría de los fluidos de perforación, incluyendo agua, salado, fluido base agua, fluido base aceite, fluido polimerizado y fluidos de múltiples fases (nitrificados). Algunos motores en la sección de poder han sido equipados para usar aire o espuma como de circulación. Para altas temperaturas y perforaciones con fluidos de perforación base aceite, la sección de poder con elastómeros especiales son disponibles, permitiendo operaciones con temperaturas de circulación por encima de 320°F (150°C), también proporciona servicio de análisis hidráulico la cual realiza la ejecución, eficiencia y contabilidad. Torque y velocidad de la mecha que se ajustan según las aplicaciones. La unidad de poder del motor (rotor/estator) determina el torque y velocidad de la mecha. Generalmente los motores están clasificados como bajo, medio y alta velocidad, dentro de cada categoría, un amplio rango de las unidades de poder están disponibles.•Los motores de baja velocidad se destacan por la porque generan alto torque, la cual es ideal para usar en aplicaciones de navegación, incluyendo horizontales para optimizar la perforación. Otra aplicación del alto torque incluye ampliación de hoyos, fresados y corte de revestidores, toma de núcleos, arranque de hoyos y para perforar hoyos conductores.•Los motores de mediana velocidad incrementan la tasa de penetración mientras maximizan la vida de la mecha, principalmente en grandes/largos intervalos de penetración. Las aplicaciones incluyen la perforación de hoyos reducidos, perforaciones de alcance extendido, toma de núcleos y operaciones de navegación.•Los motores de alta velocidad se destacan por el bajo torque reactivo, resultando un precisos control direccional con bajo peso sobre la mecha. Estos son aplicables para corrección de corridas, sidetrack, toma de núcleos controlados y aplicaciones de reacondicionamiento y producción.Hidráulica de Motores de Fondo de desplazamiento positivo

Fluidos de perforaciónLa escala de motores en general, puede operar con fluidos de perforación con base de agua o aceite. El peso máximo de fluidos recomendado es de 17 ppg (0.884psi/pie ó 2.04 g.e.).Cuando se usa un fluido con base aceite se deben considerar los efectos que el mismo pueda tener en la temperatura de circulación en el fondo del hoyo y en el punto de anilina. No se deben usar con fluidos base Diesel. Se recomienda fluidos con base de aceite con bajos contenidos de aromáticos o tóxicos.El contenido de arena debe ser lo más bajo posible con un máximo volumen de un 2% en el fluido de perforación. Debe hacerse todo lo posible para mantener el contenido de arena lo más bajo posible.Un material para evitar la pérdida de circulación ( LCM) de tipo medio o fino, puede usarse sin miedo a ocasionar daños o tapazones. Se debe tomar en consideración la forma, tamaño, contenido químico y cualidades abrasivas del LCM.También se debe considerar los efectos que el peso y la viscosidad del lodo puedan tener en la pérdida global de la presión para asegurar obtener la mejor ejecución posible de los motores.A pesar que el peso y viscosidad del fluido de perforación altera la pérdida de circulación del motor cuando se encuentra corriendo libremente o fuera del fondo, no tiene mucho efecto en la relación de presión/torque del motor bajo carga.•Ejecución hidráulicaLa mayor parte de la caída de presión en el motor ocurre en la sección de fuerza. Los motores están diseñados para mantener la caída de presión en las otras secciones, lo más bajo posible. Esto se obtiene mediante la maximización del área de flujo y su configuración aerodinámica.Después de pasar por la sección de fuerza, la mayor parte del fluido pasa a través del eje del hueco de salida y sale por la barrena. El resto pasa a través del eje de balineras y va dar al anillo arriba de la caja de la barrena. Este comportamiento del fluido se observa generalmente cuando la presión en la barrena es hasta de 1500 lb/pulg 2.Si la caída de la presión sobre la mecha excede el máximo especificado debido a obstrucción de la boquilla o a la necesidad de aumentar el flujo o el peso del lodo, es posible que una mayor cantidad de fluido pase por el ensamblaje de balineras. Deben de tomarse precauciones extremas cuando se corre el motor durante una gran caída de presión a través de la mecha.Si es necesario mantener un flujo que exceda los máximos especificados, entonces se debe insertar una boquilla arriba del rotor hueco. Esto permitirá que parte del fluido sea desviado afuera de la sección de fuerza y pueda ser utilizado para la perforación a chorro (jetting) o limpieza del hoyo. La velocidad de la mecha y la pérdida de presión aumentarán cuando el motor está corriendo libremente en proporción con la rata de flujo.Generalmente, la caída de presión en el motor aumenta cuando la fuerza de torsión es absorbida por la mecha debido a un aumento de peso. Para cualquier flujo dado, la fuerza máxima de torsión es aproximadamente el 70% de la torsión de freno. Debido a que un frenase puede ocurrir inesperadamente, no es recomendable que se perfore al máximo de la fuerza torsional. La escala de presiones de trabajo comprendida entre “sin carga” y empuje torsional, es independiente de la relación de la caída de presión a través del motor cuando éste corre libremente. Sin embargo, todos los motores tienen torsiones de freno más bajas cuando la rata de flujo es más baja.Generalmente, durante la perforación, el diferencial máximo de presión es la mitad del diferencial de la presión del freno.•Ejecución de la boquilla del rotorLa boquilla del rotor puede ser instalada en todos los motores de mayor caballaje con excepción de algunos motores. El uso de esta boquilla aumenta las características del alcance de fuerza de empuje de los motores respectivos y permite una mayor libertad para acoplar la ejecución del motor con la hidráulica u otras condiciones del hoyo.Las boquillas se usan para:•Aumentar el flujo a través del motor.•Reducir la velocidad de la mecha a altas ratas de flujo.Cuando la escala normal de ejecución del motor es igual a las necesidades de perforación, se coloca un tapón en la boquilla. Cuando se ordena el equipo, se debe especificar los tamaños de las boquillas. Normalmente, los motores vienen equipados con tapones de boquilla.•Aumentando el flujo a través del motorEsto se requiere a menudo cuando se perfora en las secciones más grandes del hoyo. El flujo adicional se necesita para limpiar el hoyo y sacar los cortes de formación.•Reduciendo la velocidad de la mecha a altas ratas de flujoEsto se hace en hoyos de gran tamaño durante aplicaciones especiales, tales como: perforando a menor diámetro, iniciación de hoyo (spudding).Planificación del TrabajoLos motores de fondo de desplazamiento positivo pueden usarse con varias aplicaciones, incluyendo:•Perforación Dirigible•Perforación Direccional•Perforaciones Óptimas, Tangenciales y Tandas de larga duración•Corazonar•Perforación en tubería e iniciación (spudding)•Escariación (reaming) y apertura de hoyos•Reacondicionamiento•Perforaciones horizontalesEl éxito de la operación está basado en la planificación de antemano sin importar el tipo de aplicación. Los expertos en esta materia son los que realizan la selección del motor apropiado para cada trabajo. Se recomienda el pronto contacto con los servicios técnicos de las empresas de servicio ya que el análisis de registros anteriores es valiosísimo.Si es posible, los siguientes datos y parámetros deben ser establecidos y documentados con suficiente anticipación al comienzo de operaciones para poder hacer una selección óptima del motor, accesorios y procedimientos a seguir en el trabajo: •El tipo de operación y aplicación •El tamaño del hoyo•La profundidad de comienzo y terminación•El tipo y tamaño de mecha•El programa de entubamiento•La temperatura del hoyo•La mayor cantidad de datos posibles relacionados, existentes o calculados, con relación a la hidráulica•Datos direccionales pertinentes, incluyendo el azimuth, inclinación y la severidad de la pata de perro•Detalles del tipo de fluido de perforaciónCualquier información adicional que se tenga con relación a pozos perforados en las cercanías del trabajo, ayudará a la optimización de la planificación.•Ordenando el equipoLa base de servicios suministrará los motores con la configuración requerida y con los accesorios apropiados, tales como, coladores o tamices de tubería, substitutos de circulación, substitutos de cruce, substitutos bolas de caída libre (drop ball) y boquillas de rotor.Cuando se requieren equipos especializados tales como substitutos bolas de caída libre (drop ball) para corazonar o tuberías de roscas de medidas especiales, el departamento de operaciones de la empresa de servicio debe ser avisado con anticipación para que pueda embarcar estos equipos junto con los motores.El departamento de servicio debe ser notificado con anticipación cuando se van a necesitar boquillas de rotor, estabilizadores o camisas desviadas.Todos los puntos de servicio del motor deber ser completamente torsionado y las juntas centrales selladas con compuesto sellador de roscas. Normalmente se incluye un sustituto de prueba y alzada.Uso del Motor de Fondo•Comprobación y chequeo antes de su usoCuando se prueba el motor antes de bajarse al hoyo, las salidas de las válvulas de desvío deben ser bajadas por debajo de la mesa rotatoria antes de arrancar las bombas. Se debe anotar la rata de flujo y de presión en la parada de tuberías en el momento en que se note el cierre de la válvula de desvío. Cuando esto ocurra, la válvula debe ser levantada por arriba de la rotaria y las salidas revisadas para observar cualquier escape.El motor debe ser probado en tres ratas de flujo distintas que caigan dentro de la escala de operación y se debe anotar la presión en superficie para cada una de estas pruebas. Es cosa común en los motores que se noten fuertes vibraciones durante ciertas ratas de flujo.La válvula de desvío debe ser colocada debajo de la mesa rotaria antes que se paren las bombas. Es posible que la válvula no se abra cuando se paren las bombas; esto es debido a la presión que queda en este corto circuito hidráulico. Esta presión debe ser desahogada para permitir que la válvula se abra.Se debe medir la distancia entre el motor de fondo y el tope de la caja de la mecha con el motor colgando. La misma distancia debe ser medida con el motor descansando sobre la caja de la barrena. Generalmente, la diferencia entre las dos medidas es de menos de ¼ de pulgada (6 mm) [o de 1/8 de pulgada (3 mm) en los motores más pequeños] antes que el motor sea usado y rehusado.•Corriendo en el hoyo Después que el motor sea bajado al hoyo y el fluido empiece a fluir, se deben realizar pruebas de presión de flujo similares a las que se realizaron en la superficie, esta vez con el motor rotando libremente sin tocar fondo.Las lecturas de las presiones alcanzadas durante estas pruebas realizadas con tres o cuatro ratas de flujo similares a las que se esperan durante la operación deben ser anotadas cuidadosamente para poder ser comparadas con las pruebas similares que pudieran realizarse en caso de problemas durante la perforación.Cuando la barrena toque fondo, se debe añadir peso paulatinamente y cualquier cambio en la presión debe ser anotado.Al principio se debe proceder cautelosamente hasta que se tenga una buena idea del tipo de formación que se esta perforando. Es necesario dejar correr la mecha libremente hasta que se haya cortado una configuración. Normalmente se considera una buena practica de perforación si se estrena (break in) la mecha de esta forma por un intervalo de diez o quince minutos.•PerforandoLos aumentos de presión en superficie están en proporción directa con los aumentos en la torsión de perforación de acuerdo con la escala normal de funcionamiento de los motores. Cualquier cambio en la torsión se deberá al peso sobre la mecha o a la dureza de la formación geológica. Esto se reflejará en un cambio similar en presión en superficie.Durante operación continua, la diferencia en presión citada para cada motor, según la empresa de servicio, en las tablas de especificaciones de ejecución no deben ser excedidas. Para mantener las tensiones de fatiga dentro de límites aceptables, la diferencia de presión que se registra en el motor cuando se encuentra tocando y no tocando fondo, está limitada según el tipo de motor, así por ejemplo se tiene la limitante a 250 psi por cada etapa en todos los motores de la empresa DRILLEX, con excepción del motor D170 en el cual la diferencia está limitada a 200psi por etapa. Es importante resaltar que algunos motores no son capaces de producir la rata de empuje torsional a las lecturas más bajas de la rata de flujo debido a que el volumen de fuga de fluido hacen que el motor se frene. Aunque todos los motores son capaces de entregar ratas de torsión superiores a los indicados en las ratas de torsión continua, la sobrecarga del estator por arriba de las ratas indicadas, disminuyen la vida.Una vez que se haya obtenido la rata de perforación optima, se debe mantener una presión constante en superficie para obtener una torsión estable y evitar que la barrena actúe erráticamente.Si las condiciones del hoyo lo permiten, es posible optimizar la rata de penetración mediante el uso de la mesa rotaria. Esto permite mantener un peso uniforme sobre la mecha y evita que la parada de tubería quede colgando. La rata de penetración puede ser optimizada mediante pequeños ajustes increméntales del peso en la mecha. La rotación de la tubería debe ser limitada a 80 r.p.m. para evitar daños en el estator o a las conexiones muescadas.Ocurrirá un aumento de la presión en superficie cuando se toca el fondo del hoyo con una mecha de diamantes sin entrega de torsión; esto ocurre debido a la reducción del flujo en la curva de paso de la mecha.•Sacando el motor del hoyo.Cuando la herramienta sale a la superficie se debe examinar el desgaste ocurrido en la balinera de empuje y el estabilizador. Antes de volver a “correr el motor”, se debe tomar en consideración la ejecución del motor durante la última “corrida”, el número total de horas de circulación y la condición de las balineras. Antes de tumbar el motor en la superficie, se debe quitar el fluido de la sección de empuje mediante chorros de agua, utilizando la mesa rotatoria para voltear el eje del empuje a la derecha mientras que el cuerpo del motor es sujetado con las tenazas de desenrosque. Los orificios de salida de la válvula de desvío deben ser lavados con un chorro de manguera. Perforación Optima.•PreparaciónLos objetivos de alcanzar en la corrida deben ser discutidos entre el operador, el contratistador y el especialista de aplicación de la empresa de servicio. Se debe llegar a un acuerdo sobre los detalles del ensamblaje de fondo de pozo, el peso total de este ensamblaje y la posición del estabilizador.Deben hacerse cálculos hidráulicos completos para determinar el tamaño de las boquillas de la barrena, del rotor y del revestimiento de las bombas.Los cálculos sobre la presión deben estar correlacionados con corridas anteriores que se hayan hecho con ensamblajes similares y hacer concesiones por el uso del motor y para cambios en las boquillas de la mecha. Las válvulas de desahogo deben fijarse con una tolerancia de 500 psi sobre la presión máxima de operación para compensar el freno del motor.Se deben establecer las condiciones del hoyo antes de comenzar la corrida tomando los siguientes factores en consideración:•El desgaste en diámetro de la mecha anterior•Indicaciones de sobretiro o percusión anotada en el registro durante la corrida anterior•Si el hoyo ha sido debidamente limpiado mediante circulación•Cambios en la tiesura de montaje•Cambios notables en el tipo de mecha, por ejemplo, de una mecha de conos a una PDC•La posibilidad de encontrar basuras en el fondo•Todos los aspectos de la condición del fluido, por ejemplo, contenido de arena, la posibilidad que se hubiera bombeado LCM, etc.•Escariando (reaming) el fondoEs posible que sea necesario escariar una vez que se ha bajado la mecha por debajo de la zapata de revestimiento. Esto puede pasar en cualquier momento, pero ocurre normalmente en los últimos 60 ó 90 pies del hoyo. El historial de la corrida anterior con relación al ancho de las mechas y estabilizadores utilizados dan una buena idea de donde pueden haber ocurrido zonas de perforación a menor diámetro. Si el peso de la tubería aumenta sin que se registre un aumento de presión correspondiente, es muy probable que los estabilizadores estén colgando en el hoyo. Si este es el caso, probablemente habrá que girar la mesa para zafar la tubería. La velocidad de rotación debe mantenerse por debajo de 50 r.p.m.•Escariando (reaming) con mechas de diamante y compactos de diamante policristalinos.Este tipo de operación esta vinculada con problemas de alta torsión, especialmente en hoyos de gran diámetro barrenados a menor tamaño. Las mechas de diamante y de compactos de diamantes policristalinos (PDC) tienen un mayor diámetro y no tienen balineras dando como resultado altas torsiones debido a la fuerza ejercida en la periferia de una barrena de gran diámetro corriendo en el hoyo. En estas situaciones hay un gran riesgo que el motor se frene. La manera más efectiva de enfrentar este problema es la de parar la mesa rotaria y de esta manera comprobar el freno del motor y tomar las medidas necesarias. Si la tubería queda trabada en el hoyo, esta debe ser rotada muy lentamente y con extrema precaución.•Tocando fondo.Cuando se toca el fondo, al principio se debe de aplicar presión lentamente y anotar cuidadosamente la presión diferencial (la diferencia entre la presión antes y después de tocar fondo). Las bombas deben siempre arrancarse antes que la mesa rotaria. Cuando se pare la operación, la mesa rotatoria siempre debe pararse antes de las bombas.Al principio se debe proceder cautelosamente hasta que se tenga una idea del tipo de formación que se está perforando. Es necesario dejar correr la mecha libremente hasta que se halla cortado una configuración. Normalmente se considera buena practica de perforación si se estrena la mecha de esta forma por un período de diez o quince minutos.•Optimizando la rata de perforación. Los aumentos de presión en superficie están en proporción directa con los aumentos de la torsión de perforación de acuerdo con la escala de funcionamiento de los motores. De acuerdo con esto cualquier cambio en la torsión se deberá a cambios en el peso sobre la mecha o a cambios en el tipo de la formación geológica y se reflejará en un cambio correspondiente en la presión en superficie.Una vez que haya obtenido la rata de perforación óptima, se debe mantener la presión constante en superficie para obtener una presión estable en la mecha. El uso frecuente de la mesa rotatoria es recomendable para obtener la mejor rata de perforación. Rotando de 30 a 60 r.p.m. permitirá mantener un peso constante sobre la mecha y evitará que la tubería se cuelgue.Durante la perforación, la rata de penetración puede ser optimizada mediante el ajuste, en pequeños incrementos, del peso sobre la mecha. Sin embargo, cuando se utilizan mechas de PDC, es recomendable que se empiece a perforar con un peso sobre la barrena por debajo del óptimo peso recomendado para alargar la vida de la misma.•Freno del motor.El freno del motor ocurre cuando los requerimientos de torsión de la mecha exceden la torsión del empuje del motor. Esto puede ocurrir cuando se añade peso sobre la mecha o cuando hay un cambio de formación geológica que requiere mayor torsión.Se sabe cuándo el motor se ha frenado por un aumento repentino de la presión. Si esto ocurre cuando se ésta perforando con fluido, se debe parar la mesa rotaria inmediatamente, se debe separar la mecha del fondo y, finalmente si es necesario, las bombas deben pararse. Es de vital importancia que el operador esté al tanto de esto y que no espere que el motor perfore (drill of). En una situación en que el freno del motor no sea solucionada inmediatamente, el estator se puede dañar permanentemente.•Perforando con mechas PDC.Las mechas de PDC son especialmente vulnerables a daños causados por basuras y es por eso que es muy importante hacer una corrida para eliminarlas si se sospecha que hay basuras en el hoyo. Cuando esté entrando con la mecha, se debe pasar entre diez o veinte minutos girando cerca del fondo; esto levantará cualquier material de metal que pueda haber antes de que la mecha toque el fondo.Cada mecha corta su propia configuración de acuerdo con su diseño por lo que es muy importante que la mecha toque el fondo delicadamente y con una bajo peso en la mecha durante los dos o tres pies de perforación. Después de haber perforado diez pies, es prudente levantar la mecha del fondo y dejarla girar libremente por unos diez minutos para asegurarse que no hay ninguna basura que este siendo empujada hacia abajo por la mecha.Debido al diseño de las barrenas PDC, se requiere más torque en condiciones normales, comparado con las brocas de los conos.•Corridas iniciales de desviamiento y corrección.Cuando se corre con un sustituto desviado, los motores pueden ser dirigidos mediante un disparo sencillo (single shots), herramientas dirigidas por cable herramientas de fondo pozo telémetricas. El alto rendimiento torsional del motor produce una reacción angular hacia la izquierda mayor que las producidas por motores convencionales de lóbulos 1:2.El rendimiento de torsión del motor está gobernado por el peso en la mecha y la interacción entre la mecha y la formación geológica. La fuerza reactiva angular de la parada de tuberías también afecta la reacción torsional.Cuando se está perforando con una presión sobre la mecha constante, cualquier cambio en la formación geológica que tienda a aumentar la torsión de la mecha, hará que la cara de la misma se vuelva hacia la izquierda mientras que las formaciones que tienden a disminuir la torsión, harán que la cara de la mecha se vuelva a la derecha. Si la mesa rotatoria está parada, el ángulo de la cara de la mecha se puede mantener en un ángulo constante mediante variaciones en el peso sobre la mecha.El motor debe ser probado en la superficie e incorporado normalmente al sistema de fondo. Mientras el motor se encuentre corriendo en el hoyo se debe de tener cuidado de no ocasionar colgaduras. Cuando se toca el fondo, el motor debe ser levantado ligeramente y orientado de acuerdo con la reacción torsional esperada. Después de esto la mecha debe ser bajada al fondo, estrenada y se debe aplicar el peso de perforación deseado. Después de un corto período de tiempo, el ensamblaje puede ser orientado de acuerdo con las lecturas obtenidas de las “caras” de las herramientas.Inicialmente, la cantidad de torsión reactiva puede ser extremadamente sensitiva a la presión sobre la mecha. Sin embargo, una vez que el sustituto desviado está dentro del hoyo nuevo, usualmente esta sensibilidad disminuye considerablemente. Debe de notarse que la magnitud de torsión producida por el motor es solamente aquella que se le pide y puede ser controlada en condiciones normales mediante el cambio en el peso sobre la mecha.No se recomiendan disparos sencillos excepto en huecos de superficie o en hoyos de poca profundidad o en casos en que el control direccional no es crítico. Cuando se usen disparos sencillos, el estimado de torsión reactiva debe ser planificado más cuidadosamente pues no se saben los resultados de esa orientación hasta que se hayan perforado por lo menos 40 pies de hoyo en la orientación estimada. En estos casos, los detalles en reportes anteriores de casos similares pueden ayudar.•Manteniendo un ángulo fijoEl mantenimiento de un ángulo fijo o “sección tangencial” requiere una atención muy cuidadosa en el diseño de ensamblajes de fondo de pozo. Los motores dirigidos de desplazamiento positivo se usan frecuentemente en estos casos para aumentar la rata global de penetración y evitar costosas y largas corridas de corrección.El motor dirigible estabilizado se configura en conjunción con un segundo estabilizador en la tubería para que produzca una tendencia neutral de incremento/caída a cualquier ángulo deseado. Las principales consideraciones en su diseño incluyen: •El diámetro y perfil del estabilizador intrínseco al motor dirigible.•El diámetro y perfil del estabilizador en la parada de tubería.•La distancia entre estos dos estabilizadores.El estabilizador intrínseco al motor de desplazamiento positivo dirigible es normalmente entre 1/8” y ¼” más problemas para minimizar problemas de torsión y de trabazón. En la mayoría de las formaciones esto producirá un efecto de péndulo (caída de ángulo). Para contrarrestar este efecto se coloca un collar corto justo arriba del motor. Si el tamaño y dureza de este collar son cuidadosamente seleccionados, el mismo neutralizará el efecto de péndulo causado por el motor dirigible y de esta forma producirá un ensamblaje neutral.La importancia de esto es la de elevar al máximo el tiempo empleado perforando rotativamente con el sistema dirigible y bajar a un mínimo el tiempo empleado en el modo de orientación. Claro está, el sistema dirigible puede ser cambiado de rotativo a orientado cuando así se desee para alterar o corregir la dirección del pozo sin necesidad de incurrir en el gasto de cambiar el ensamblaje de fondo de pozo. Es de notar que cambios en la litología, caídas en la formación y el ángulo y agrandamiento del hoyo pueden causar una serie de incremento, caída y cambio de dirección (walk) durante todo el curso del pozo. Este método particular de perforar secciones completas del pozo mediante el uso de ensamblajes dirigidos resulta sumamente económico y ha ganado gran aceptación durante los últimos años.Aplicaciones Especiales•Extracción de corazonesEl uso de los motores de fondo en la extracción de corazones tienen la gran ventaja de reducir a un mínimo el desgaste del revestimiento en hoyos de ángulos muy agudos y de aumentar la recuperación de corazones debido a la reducción de las vibraciones creadas por la perforación rotativa. En la mayoría de los casos algunos motores son usados con barriles sacamuestras de 60’ de largo aunque se ha tenido éxito en corridas que han utilizado barriles de 90’ y 120’. Aún con la baja rata de fluido que normalmente se requiere para sacar corazones, el motor produce suficiente torsión para rotar un barril corazonador totalmente estabilizado y la broca corazonadora. El motor no crea ninguna restricción en la selección de la broca corazonadora.Se piensa que una rotura en el corazón puede resultar en un atascamiento pero la realidad es que un corazón de 90’ puede ser cortado sin hacer ninguna conexión mediante el uso de una cabeza circulante y una parada de tubería situada en la torre de perforación antes de comenzar la corrida. Debe de anotarse que mediante este método no es posible la rotación de la parada de tubería y, en torres más pequeñas, la manguera de la kelly quizás resulte muy corta para alcanzar los 90’ al principio de la corrida.Cuando se sacan corazones en la forma convencional, el barril interior debe ser limpiado con un chorro de agua después de haber tocado el fondo y entonces la bola se deja para sellar el barril interior. El hecho de tener un motor en la parada de tubería no permite que la bola sea dejada caer desde la superficie por lo que se debe usar un sustituto de caída de bola o se debe colocar la bola en el barril de sacamuestras antes de bajarlo al hoyo. El sustituto de caída de bola (colocado entre el barril sacamuestras) permite que el barril interior pueda ser limpiado a bajas ratas de circulación y el aumento de la rata de fluido hace que la bola caiga. E n los casos en que la bola es colocada en su lugar en la superficie, es recomendable que los últimos 60’ (de abajo a arriba) de hoyo sean lavados para reducir la posibilidad que el barril interior se llene de residuos.Cuando se está en un pozo exploratorio o en áreas de alta presión, es recomendable colocar un sustituto circulador arriba del motor para permitir circulación sin rotación del barril sacamuestras. Esto reduce el riesgo de la pérdida del corazón.•Iniciación (spudding)Cada vez se usan más los motores para la iniciación y perforación de las primeras secciones del hoyo.Ambas operaciones mencionadas arriba pueden tomar mucho tiempo en perforaciones en tierra debido a la limitación del peso que puede aplicarse sobre la mecha. Mediante el uso de un motor, se pueden añadir collares de perforación por arriba de la mesa rotatoria con el lodo circulando a través de la cabeza mientras que el motor proporciona toda la rotación. La contrarotación de la tubería puede evitarse mediante el uso de tenazas.Costafuera, la alta velocidad torsional de los motores de fondo permite su uso en operaciones de iniciación de pozos de gran diámetro. Donde se usan una base temporal de guía, el motor se centra utilizando ataduras de cable blando amarradas a las líneas de guía de la base. Estas ataduras están destinadas a romperse una vez que la mecha y el motor atraviesan la base temporal de guía. Una vez que esto ocurre, la barrena no debe ser subida a través de la base temporal de guía y se debe esperar a que se halla terminado la sección.El flujo inicial debe ser menor de 500gpm para evitar la creación de un cráter en el fondo del mar y desplazar la base temporal de guía. Está rata de flujo debe ser mantenida durante los primeros 20’ de perforación. Durante este período, la torsión disponible del motor será relativamente baja, especialmente si el rotor está equipado con una boquilla para mantener la velocidad de la mecha recomendada y es muy importante mantener el peso en la mecha más bien bajo para evitar frenos del motor.Para poder mantener los pozos de gran diámetro adecuadamente limpios, se debe usar ratas de flujo de lodo de 1400 g.p.m. Usualmente esto requiere el uso de una boquilla del rotor. Está boquilla debe ser de una de un de tamaño adecuado para mantener la velocidad de la mecha deseada a la torsión y rata de flujo esperada. Por lo general, debe darse un amplio margen en la fuerza de torsión para evitar frenos ya que es muy posible que el fondo del hoyo se llene de impurezas que pueden causar trabazones. Cuando se usa una boquilla de rotor con una gran área de flujo, no es necesario utilizar una válvula de paso o sustituto de circulación ya que el flujo pasa a través del rotor cuando el ensamblaje se saca del hoyo previniendo así una parada de tuberías mojadas.Es muy importante que el hoyo de superficie sea perforado lo más vertical posible por lo que es necesario escariar (ream) el hoyo dos o tres veces antes de cada conexión. Esto debe ser hecho lentamente y con un mínimo de presión en la mecha. Se debe prestar atención a cualquier señal de freno para evitar daños del motor.El hoyo de superficie puede ser perforado con agua de mar y sin el uso de un tubo de subida o tubería de conducción. Para mejorar la limpieza del hoyo, se puede circular una píldora o fluido de iniciación de alta viscosidad. Esto no debe afectar el rendimiento del motor aunque si puede ocasionar un aumento temporal en la presión relacionada con el motor.En operaciones flotantes, la iniciación (spudding) puede prepararse para que coincida con la marea baja o la maquinaria de perforación puede ser lastrada para prevenir que la mecha se salga del hoyo al hacer la primera conexión. Está situación puede ser resuelta mediante el uso de una cabeza de circulación y perforando dos o tres sencillos a la vez sin rotar la parada de tubería.Para evitar vibraciones de la parada de tubería, se debe considerar el uso de un sustituto de amortiguación en operaciones de iniciación, bien sea en tierra o costafuera..•Perforando a menor diámetro (underreaming)Los motores de fondo pueden ser usados muy ventajosamente con inserciones de PDC y con escariadores de conos de rodillos, en pozos verticales o de ángulos agudos, cuando resulta conveniente mantener la rotación de la parada de tubería a un mínimo y proporcionar la alta torsión de empuje requerida.Un escariador tiene tres brazos que se alzan a la posición de corte mediante la presión de las bombas. Al seleccionar el tipo de motor se debe tomar en consideración la caída de presión de las bombas y los ajustes de las válvulas de escape. Si para mantener el hoyo limpio, se necesita mantener una velocidad de flujo mayor que la requerida para los brazos de corte, puede ser necesaria l

Ensamblaje de

la válvula Basculante.

Permite que la sarta se llene o vacié automáticamente cuando se saca o mete del hoyo.

Ensamblaje de la sección de

potencia.

Esta es la que empuja al pistón hacia abajo, cerrando los orificios dirigiéndose a través del estator.

Ensamblaje de acople.

Transmite la rotación de la mecha, a través de un acople universal y de un sustituto giratorio, en el cual va acoplada la mecha.

Ensamblaje de cojinetes

Soporta las cargas axiales en la mecha, sustituto giratorio y las cargas radiales, se utilizan cojinetes de empuje y radiales.

PASO DE ENTRADA

CAMISA DE ENSAMBLAJE DE LA VÁLVULA DE DESVÍO

VÁLVULA DE DESVÍO

CAMISA DEL ESTATOR

ZÁFESE PARA QUITAR VÁLVULA DE DESVÍO Y PARACAMBIAR BOQUILLA DEL ROTOR

ESTA CONEXIÓN SOLO DEBE SER ZAFADA EN EL TALLER DE LA EMPRESA DE SERVICIO

CAMISA UNIVERSAL

CAMISA DE BALINERAS

TUERCA DE FONDOEJE DE EMPUJE

CAJA DE LA MECHA

AQUÍ ESTA EL NÚMERO DE SERIE DEL MOTOR (CINCO DIGITOS)

Ensamblaje de la válvula

de desvió.

Se mantiene abierta hasta que la presión del fluido excede la del muelle de la válvula, también obstruye los agujeros que van a el espacio anular

Sección de fuerza.

Este caballaje generado por el rotor/ estator de la sección de fuerza es el producto de un alto empuje torsional y una lenta rotación.

Estator

rotorEnsamblaje de

transmisión.Este transmite la velocidad y la torsión de rotación producida por la sección de fuerza del eje de empuje

Ensamblaje de eje de

balineras de empuje

Son capaces de soportar la fuerza que el motor imparte desde arriba y la contra fuerza por el peso sobre la mecha.

Motores de baja

velocidad

se destacan porque generan alto torque, lo cual es ideal para usar en aplicaciones de navegación, incluyendo horizontales para optimizar la perforación.

Motores a mediana velocidad

Motores de alta velocidad

incrementan la tasa de penetración mientras maximizan la vida de la mecha, principalmente en grandes/largos intervalos de penetración.

se destacan por el bajo torque reactivo, resultando un preciso control direccional con bajo peso sobre la mecha.

Fluidos de perforación

Ejecución hidráulica.

La escala de motores en general, puede operar con fluidos de perforación con base de agua o aceite.

La mayor parte de la caída de presión en el motor ocurre en la sección de fuerza. Los motores están diseñados para mantener la caída de presión en las otras secciones, lo más bajo posible. Esto se obtiene mediante la maximización del área de flujo y su configuración aerodinámica.

Ejecución de la boquilla del rotor

Uso de la boquilla del

rotor

El uso de esta boquilla aumenta las características del alcance de fuerza de empuje de los motores respectivos y permite una mayor libertad para acoplar la ejecución del motor con la hidráulica u otras condiciones del hoyo.

Aumentar el flujo a través del motor.

Reducir la velocidad de la mecha a altas ratas de flujo.

•Perforación Dirigible

•Perforación Direccional

•Perforaciones Óptimas, Tangenciales y Tandas de larga duración

•Corazonar

•Perforación en tubería e iniciación

•Reacondicionamiento

•Perforaciones horizontales

Comprobación y chequeo antes de su

uso

Cuando se prueba el motor antes de bajarse al hoyo, las salidas de las válvulas de desvío deben ser bajadas por debajo de la mesa rotatoria antes de arrancar las bombas.El motor debe ser probado en tres ratas de flujo distintas que caigan dentro de la escala de operación y se debe anotar la presión en superficie para cada una de estas pruebas. La válvula de desvío debe ser colocada debajo de la mesa rotaria antes que se paren las bombasSe debe medir la distancia entre el motor de fondo y el tope de la caja de la mecha con el motor colgando

Corriendo al hoyo.

Después que el motor sea bajado al hoyo y el fluido empiece a fluir, se deben realizar pruebas de presión de flujo similares a las que se realizaron en la superficie, esta vez con el motor rotando libremente sin tocar fondoCuando la barrena toque fondo, se debe añadir peso paulatinamente y cualquier cambio en la presión debe ser anotadoEs necesario dejar correr la mecha libremente hasta que se haya cortado una configuración.

perforando

Los aumentos de presión en superficie están en proporción directa con los aumentos en la torsión de perforación de acuerdo con la escala normal de funcionamiento de los motores. Durante operación continua, la diferencia en presión citada para cada motor, según la empresa de servicio, en las tablas de especificaciones de ejecución no deben ser excedidas.La rotación de la tubería debe ser limitada a 80 r.p.m. para evitar daños en el estator o a las conexiones muescadas.

Sacando el motor

Cuando la herramienta sale a la superficie se debe examinar el desgaste ocurrido en la balinera de empuje y el estabilizadorAntes de volver a “correr el motor”, se debe tomar en consideración la ejecución del motor durante la última “corrida”, el número total de horas de circulación y la condición de las balinerasLos orificios de salida de la válvula de desvío deben ser lavados con un chorro de mangueraAntes de tumbar el motor en la superficie, se debe quitar el fluido de la sección de empuje mediante chorros de agua, utilizando la mesa rotatoria para voltear el eje del empuje a la derecha mientras que el cuerpo del motor es sujetado con las tenazas de desenrosque.

Extracción de corazones

El uso de los motores de fondo en la extracción de corazones tienen la gran ventaja de reducir a un mínimo el desgaste del revestimiento en hoyos de ángulos muy agudos y de aumentar la recuperación de corazones debido a la reducción de las vibraciones creadas por la perforación rotativa.

Perforando a menor

diámetro

Los motores de fondo pueden ser usados muy ventajosamente con inserciones de PDC y con escariadores de conos de rodillos, en pozos verticales o de ángulos agudos, cuando resulta conveniente mantener la rotación de la parada de tubería a un mínimo y proporcionar la alta torsión de empuje requerida

Ensanchamiento del hoyo.

Hoyos calientes.

Introducción de tubería de revestimiento

.

Limpieza de residuos.

Reacondicionamiento

Perforación con aire y espuma.

Requerimientos de

volumen y presión.

Procedimientos de

operación recomendado

.

Inyección de agua.