perf.dirigida

7/25/2019 PERF.DIRIGIDA.

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Perforacin Direccional


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La perforacin direccional se ha convertido en una herramientamuy importante para el desarrollo de los Yacimientos dePetrleo y gas

Probablemente el aspecto ms importante de la PerforacinDireccional Controlada es que le permite a los productores detodo el mundo desarrollar Yacimiento que nunca podran seralcanzados econmicamente de otra manera


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Definicin de perforacin direccional

La perforacin direccional controlada es la ciencia y arte dedesviar un Pozo a lo largo de un curso planeado! desde unalocalizacin de partida! hasta un ob"etivo! ambos! definidos porun sistema de coordenadas

#n pozo direccional tpico! comienza con un pozo vertical! dedonde en alg$n punto se desva de manera que la localizacindel fondo puede terminar a cientos de metros de distancia del

punto de partida

Con el uso de la perforacin direccional! se pueden perforar va%rios pozos desde una misma localizacin&plataforma


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Desarrollo 'istrico de la Perforacin Direccional

La perforacin direccional inicialmente fu( usada como operacincorrectiva! ya fuera para librar pescas! verticalizar agu"eros

desviados accidentalmente o para perforar pozos vecinos dealivio para controlar reventones

)l inter(s en la perforacin direccional controlada comenz

alrededor de *+,+! despu(s de la introduccin de sistemasprecisos de medicin en los campos de -eminole! en ./lahoma


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)l primer pozo direccional se perfor en *+01 en 'untington2each! California! pero no recibi reconocimiento favorable hasta*+03! donde se perfor un pozo direccional para intersectar unpozo descontrolado


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Aplicaciones de la PerforacinDireccional


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)l sidetrac/ fue la primera t(cnica de perforacindireccional para librar obstrucciones 4pescas5

Pesca

-idetrac/s


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Las localizaciones inaccesibles! tal como ob"etivos localizadosba"o ciudades! ros! o reas sensitivamente ambientales hacennecesario localizar el equipo de perforacin le"os del ob"etivo

Localizaciones 6naccesibles


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-e ha encontrado que los domos salinos son e7celentestrampas naturales de hidrocarburos acumulados deba"o de latapa superior del domo

-e perfora un pozo direccional para alcanzar el yacimientoatrapado y as prevenir los problemas asociados con laperforacin a trav(s de estas estructuras

Perforacin en domos salinos


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Control de fallas es una aplicacin para perforar un pozo direc%cional en formaciones subterrneas donde e7ista una falla sincruzar la lnea de (sta

Control de fallas


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)n este caso se perforan varios pozos e7ploratorios desde unsolo agu"ero desvindose del pozo original a diferentesprofundidades

Permite la e7ploracin de localizaciones estructurales sin lanecesidad de perforar otro pozo

8$ltiples pozos e7ploratorios desde

un solo agu"ero


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)ste tipo de perforacin se desarrolla cuando un yacimiento queest localizado ba"o grandes vol$menes de agua se encuentradentro del alcance de un equipo terrestre

La cabeza del pozo est en tierra mientras que el pozo se perfo%ra direccionalmente ba"o el agua para alcanzar el yacimiento)sta t(cnica ahorra dinero por que los equipos terrestres sonmucho ms econmicos que las plataformas marinas

Perforacin terrestre hacia localizaciones marinas


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)l uso de esta t(cnica es el modo ms econmico para desa%rrollar campos costa afuera

-e perforan varios pozos direccionales desde una sola plata%forma

Perforacin costa afuera de pozos m$ltiples


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Los pozos de alivio son usados para matar pozos descontroladosinterceptndolos-e debe planear cuidadosamente un pozo direccional para localizar e interceptar el pozo fuera de control

Pozos de alivio


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POZO DE ALIVIO EPNa-

1007


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Los pozos horizontales sirven para interceptar horizontalmenteuna formacin productora para me"orar su produccin

)sta t(cnica incrementa el rea superficial de una formacinproductora! especialmente cuando la permeabilidad efectivadel yacimiento es vertical

Pozos horizontales


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Los pozos de alcance e7tendido se perforan para alcanzaryacimientos que tienen un desplazamiento horizontal mayor a9111 metros

Pozos de alcance e7tendido


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Perfil del Proyecto:otal ;ustral orte >? * 4 reservorio de gas5:ipo de Pozo @Pozo horizontal de alcance e7tendido4perforado desde tierra hacia una formacin offshoreDesplazamiento horizontal@*19A9 m 403B,A pie5


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Los pozos multilaterales tiene varios pozos que corren lateral%mente saliendo desde un solo pozo original

Pozos multilaterales


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Los pozos de radio corto! normalmente reentradasde pozos verticales vie"os! tienen curvas con unradio de 33 m o menos! que no pueden perforarsecon motores convencionales

-e utilizan para aislar zonas de produccin conalta&ba"a presin o arenas con agua sin la necesidadde asentar&cementar un liner )ste tipo deperforacin es deseable cuando el inicio de

desviacin


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Pozos de radio corto! mediano y largo


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PL;>);C6> D)L P.Y)C:. D6)CC6.>;L

)l primer paso en la planeacin de cualquier proyecto direccionales diseEar la trayectoria del pozo para alcanzar el ob"etivo puesto

)l diseEo inicial debe proponer los diferentes tipos de trayectoriaque pueden ser perforados econmicamente


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Perfiles de Pozos Direccionales

)l perfil de un pozo direccional es la trayectoria del pozo

planeado desde la superficie hasta la profundidad final deperforacin proyectando el pozo en dos planos graficados


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C.>=6F#;C6.>)- 2G-6C;-

#n programa de perforacin direccional bien concebido se basaen informacin geolgica confiable! localizacin del ob"etivo! etc

)sta informacin se utiliza para determinar la configuracin ms

adecuada para alcanzar el ob"etivo solicitadoLa prctica nos indica que casi todos los pozos desviados caenen estas tres categoras siguientes


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Definiciones

Para un me"or entendimiento del concepto de la perforacin

direccional! es necesario comprender algunos t(rminos! entreellos se encuentran los siguientes


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H :6P. 6

H

)l pozo de configuracin tipo 6 se planea de modo que ladesviacin inicial se obtenga de una profundidad somera ointermedia dependiendo de la longitud del desplazamientototal al ob"etivo

H )sta trayectoria es utilizada cuando se requiere unaseparacin lateral grande y se quiere atravesar la zona deinter(s con un determinado ngulo de inclinacin.


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H En pozos profundos (mas de 3000 metros) se debe pensar enrevestir el pozo hasta una determinada profundidad de talmanera que cubra toda la curva y parte de la recta de la

trayectoria.

H El ingeniero direccional debe saber que el gradiente deconstruccin del ngulo (!") no debe ser mayor de 3#$ 30

m% en pozos profundos.


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:6P. >o ,% )l pozo de configuracin en I-J se utiliza cuando se requiereatravesar de manera vertical los intervalos productores de unyacimiento!

ya que se construye esta configuracin en tres intervalos@* ;l inicio se incrementa el ngulo de 1K al deseado

, -e mantiene el ngulo y rumbo

0 Disminucin ngulo hasta 1K 4en tipo I-J5 hasta alcanzar el

ob"etivo


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H )l tipo , se usa para la e7plotacin de m$ltiples niveles productivos

H Este tipo de pozo tambi&n se desv'a o se alcanza la inclinacin%cerca de la superficie% la perforacin contina a lo largo de este

curso desviado hasta que se alcanza el desplazamiento lateral

deseado a partir de all' se le regresa hacia la vertical.

H iempre es aconse*able revestir todo este tramo.

H )l tipo - se utiliza en pozos donde hay poco desplazamiento lateral


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:6P. >? 0%

)l inicio de desviacin se comienza lo ms ba"o posible de lasuperficie! alcanzando el ngulo m7imo en la cima delob"etivo! esta configuracin es especialmente apropiada parasituaciones tales como

;travesar fallas o domos salinos


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H )l punto de desviacin se encuentra a gran profundidad y elngulo de inclinacin se mantiene hasta llegar al ob"etivo

H )s el pozo ideal para perforar en zonas de fallas y domossalinos

H Es la precursora de la perforacin de pozos horizontales y de

pozos mltiples (+ulti ,ell).

H -u separacin lateral ser menor que la de las demstrayectorias y el ngulo de inclinacin generalmente es alto


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C.>=6F#;C6.>)- 2G-6C;-

C.>-6D);C6.>)- P;; L; -)L)CC6> D)L :6P. D)

:;Y)C:.6;

Los parmetros necesarios para la planeacin de pozosdireccionales dependen de la zona en que se realiza la perforacin

De esta zona se debe conocer la litologa! la situacin estructural yla profundidad vertical de los posibles intervalos productores

ealizando un anlisis de esta informacin! se debe considerar los

siguientes factores@


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L.C;L6;C6> D)L )M#6P.La localizacin superficial del equipo de perforacin dependede la distribucin estructural de las formaciones a perforar

-e deber aprovechar en la medida de lo posible la tendenciaque presentan determinadas formaciones de desviar el cursodel trepano de mantener su rumbo durante la perforacin


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P.=#>D6D;D N):6C;L D)L .2O):6N.

)ste dato no es posible modificarlo! ya que es funcin de laprofundidad a la cual se encuentra la estructura productora


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Profundidad Nertical Nerdadera! :ND

Profundidad 8edida 8D


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Profundidad 8edida! 8D


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D)-PL;;86)>:. '.6.>:;L ;L .2O):6N.

)ste valor es funcional de la localizacin superficial que tengael equipo de perforacin

-e supone que dicha localizacin fue determinadaconsiderando la distribucin estructural de las formaciones aperforar! por lo tanto se considera como un dato fi"o


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Desplazamiento horizontal! 'D


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Cuadrante


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Coordenadas ectangulares


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P.=#>D6D;D D) 6>6C6. D) D)-N6;C6> 4.P5

)ste dato debe obtenerse considerando las caractersticas delas formaciones a perforar! se recomienda que la etapa deincremento de ngulo se lleve a cabo en formaciones suaves amedias suaves

Puede considerarse que la profundidad de .P y la velocidadde incremento de ngulo darn la pauta para elegir el patrnde desviacin

ic/ oof Point


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ic/ oof Point

Punto de 6nicio de la Desviacin)l .P es la localizacin a una cierta profundidad ba"o la superficie donde sedesva el pozo hacia una direccin determinada

/6c/ of point


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N)L.C6D;D D) 6>C)8)>:. D) G>F#L.

)ste valor nos determina la longitud a perforar para alcanzar elngulo requerido para el proyecto! la velocidad de

construccin depender del programa de tuberas derevestimiento as como del desplazamiento y profundidadvertical del ob"etivo


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G>F#L. 8GQ68.

)n el diseEo direccional del ngulo m7imo es un factorimportante para estimar el tiempo de perforacin y contemplarun programa de contingencia! que nos permita optimizar lasoperaciones

)n algunos casos e7iste un comportamiento especialdependiendo del ngulo m7imo que se alcance! por e"emplo@


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Perforar direccionalmente con ngulos menores de *BK!

presenta variacin constante de la direccin del pozo! lo querepercute en estar corrigiendo casi toda la trayectoria del pozoa perforar! con ngulos entre *AK a 00K! su comportamiento esmuy estable! son fciles de mantener sin variacin suave

Perforar direccionalmente con ngulos mayores de 00K! amedida que el ngulo aumenta! presenta problemas dearrastre y de una limpieza deficiente! que mal tratados pueden

ocasionar problemas mecnicos


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D6G8):. D)L P..

)l dimetro del pozo y consecuentemente el programa detuberas de revestimiento son parmetros que dependen

principalmente de la profundidad del ob"etivo! de lascaractersticas de las formaciones a perforar y dificultades delas formaciones


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C6L6>D. D) C.>:.L

)s el radio de control que se lleva durante la perforacin deun pozo! normalmente esta influenciado por las

profundidades a perforar as como por la capacidad delyacimiento! normalmente se mane"an radios de ,9 metros

;l cilindro imaginario se le conoce como cilindro de control


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;-)>:;86)>:. D)L ;P;:. D) L; C;R)6;

)l diseEo de un pozo direccional debe considerar como mnimo

que las tuberas de revestimiento se encuentran ,9 metrosarriba del inicio de desviacin y de ,1 a 91 metros deba"o dehaber alcanzado el ngulo m7imo! esta consideracin nosevita posibles problemas de desprendimientos del zapato


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;zimuth

Pata de Perro 4 Dog Leg&DL5


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Pata de Perro 4 Dog Leg&DL5

)s la Curvatura :otal del Pozo La combinacin de cambios en la

6nclinacin y Direccin entre dos estaciones de egistrosDireccionales La Pata de Perro se mide en Gngulos

Donde @ 6* e 6,! son dos medidas de 6nclinacin consecutiva ;* y;, son dos medidas de Direccin consecutivas

6*S 6nclinacin Previa6, S 6nclinacin ;ctual;*S;zimut Previo;, S ;zimut ;ctual


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-everidad de la Pata de Perro

)s la Cantidad de Dog Leg referido a un 6ntervalo estndar4 usualmente *11 pies o 01 mts 5

La severidad 4DL-5 se reporta en grados por *11 pies o grados

por 01 mtrs >ormalmente la severidad se nombra como IPata de PerroJ loque puede confundir generando alguna confusin

)s deseable mantener las -everidades tan ba"a como seanposible en la perforacin convencional de 3 a 9 grados cada *11pies


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Las severidades altas pueden conducir a problemas en el pozocomo o"os de llave 4/ey seats5 aprisionando la columna deperforacin ! tambi(n produciendo desgaste en las barras desondeo y la caEera de entubacin

DL- S 4DL Q *11 5 & CL

Donde @DL S )s la Pata de Perro calculada entre dos

estaciones de registros Direccionales CL S 4Course Lengts5 es la profundidad medida

entre dos estaciones direccionales


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');86)>:;- #:6L6;D;- )> C.L#8>;- -;:;-D6)CC6.>;L)-


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6>:.D#CC6>;ntes de la introduccin de los motores de fondo! se utilizabanotras t(cnicas para desviar un pozo! como cuEas y barrenasdesviadoras 4"etting5

Las herramientas y tecnologa direccional ha evolucionadotremendamente en los $ltimos ,1 aEos


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#n motor de fondo es una herramienta cilndrica donde seconecta al :repano para perforar un pozo y tiene la capacidad

de dirigirlo hacia una cierta direccin

)l 8otor de =ondo que traba"a transformando la energahidrulica en energa mecnica a trav(s de un sistema de rotor

< estator


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Convierte 'P 'idrulicos 4Presin y Caudal 5 en 'P

8ecnicos 4P8 Y :orque5

La circulacin del lodo en el interior del motor induce larotacin del rotor que se transmite a la herramienta de traba"o

)l )lastmero esta 6nyectado en el :ubo 8etlico )7terior del)stator


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-eccin de Potencia

-e compone de varias secciones

#n sustituto superior! la seccin de potencia! la seccin de

transmisin! la seccin de baleros y flecha impulsora y el cuerpoy cuerdas

; continuacin se vern las tres partes principales


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)sta seccin consta de un rotor! fabricado en acero ino7idable yun estator! que consiste en un tubo de acero con un elastmetro

moldeado dentro de (l

)l rotor y el estator tienen perfiles helicoidales similares llamadoslbulos! pero el rotor tiene un lbulo menos que el estator

'ay diferentes combinaciones de rotor%estator

; esta combinacin se le llama relacin

Las relaciones ms comunes son 0@3! 3@9 y B@A


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>ormalmente! entre mas grande es el n$mero de lbulos! mayores el torque generado por el motor

;l hacer pasar un fluido a trav(s de la seccin de potencia! elrotor gira y a su vez! hace girar la barrena

8otor de =ondo


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Cuerpo del )stator ;cerootor

)lastmero


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8otor de =ondo

otor


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-eccion de :ransmisin

)sta seccin est acoplada a la parte inferior del rotor

:ransmite la velocidad rotacional y torque generado por laseccin de potencia hacia los odamientos y al e"e impulsor

La rotacin es transmitida a trav(s del e"e impulsor

La seccin transmisora contiene la "unta a"ustable! que es donde

se grad$a la defle7in del motor de fondo)sta vara desde 1K hasta 0K


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odamiento

)"e 6mpulsor

Junta Austa!le "#ent $ousin%&

odamiento


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Con"unto de co"inetes

Para soportar las cargas a7iales en la mecha y sustituto girato%rio y las cargas radiales! se utilizan co"inetes de empu"e y radiales

#n co"inete de empu"e superior protege el motor contra cargashidrulicas cuando se esta circulando con el mismo fuera delfondo


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)sta seccin transmite el impulso de perforacin y la potencia

rotacional de la flecha impulsora hasta la barrena

Consiste en un e"e de acero for"ado soportada por rodamientoque absorben las cargas a7iales y radiales Los rodamientos

a7iales tienen m$ltiples pistas para bolillas lubricados por lodo

ee


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Nlvula flotadoraPermite que la columna se llene o vace automticamente cuan%do se mete o se saca del hoyo

#sa un pistn! activado por la velocidad del fluido! para cerrarlos orificios que comunican el interior de la herramienta con el

espacio anular

Cuando no se esta circulando! el pistn se mantiene en laposicin superior 4orificio abierto5! permiti(ndole al fluido entrar

o salir de la columna a trav(s de los orificios por encima delmotor


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otor


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)l elastmero del estator del motor de fondo est limitadas porlas altas temperaturas! generalmente soportan hasta ,9* ?=4*,* ?C5

Para mayores temperaturas se emplean motores de fondo dealta temperatura en los cuales se reducen los componentes de

goma a un simple recubrimiento interno

Cada motor se caracteriza por tener un rango de operacin

)ste diseEo permite la construccin de motores de dimetrosreducidos! utilizados en equipos de coiled < tubing


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)L;C6.> )>:) )-:;:. Y .:.


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Portamechas 4Drill Collars5

Los drill collars son herramientas tubulares rgidas y pesadas

-e utilizan en la parte inferior de la sarta de perforacin paraproveer de peso y rigidez al :repano Los hay lisos y espirales-e fabrican en diferentes materiales! pero los ms comunes sonde acero Los hay tambi(n de una aleacin de metales! que los

hacen antimagn(ticos

Drill Collars Cortos


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Los drill collars cortos son una versin ms pequeEa de los drillcollars normales -e pueden fabricar de cortes de estos $ltimos

La utilidad mas com$n con fines direccionales es la de aportarmayor longitud entre los dos puntos de contacto de la geometra

de la sarta de perforacin 4como se ver mas adelante5 y cuan%do el drill collar es antimagn(tico! se usa para aislar las herra%mientas magn(ticas de fuentes de interferencia de la mismandole

Drill Collars Cortos


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Nlvula Contra Presin

)sta herramienta es un sustituto normalmente corto 4T1 a +1cm5! que sirve para alo"ar un cartucho con una vlvula tipoIchec/J! que permite el flu"o hacia aba"o! pero no de regreso4flu"o a la inversa5 )sto es de suma importancia cuando elpozo aporta fluidos y la vlvula les impide el paso hacia el

interior de la sarta de perforacin

Porta 2arrena Lisa y )stabilizada

)ste es un sustituto con ca"a en los dos e7tremos que normal%mente se conecta a la barrenafabricada de tal manera que se puede alo"ar un cartucho de vl%vula contra presin

:uberia de Perforacion Pesada 4 'evi Uate5


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:uberia de Perforacion Pesada 4 'evi Uate5

)ste es un miembro de la columna de perforacin con medianopeso y dimensiones similares a la barra de sondeo para unmane"o ms fcil

)l tubo de pared pesada est acoplada a "untas de herramientae7tra%largas La :P 'U es menos rgida que los drill collars y lasuperficie de contacto con las paredes del pozo! es muchomenor! reduciendo as el riesgo de una pegadura


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:ambi(n permite la perforacin con altas revoluciones y puede

correrse en pozos con cambios en inclinacin y direccinreduciendo los problemas de cone7iones y fatiga

'oy en da! la tendencia en el diseEo de las sartas de perfora

%cin apunta hacia la utilizacin de menos Drill Collars y ms :P'U! para darle peso a la barrena

)stabilizadores


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Los estabilizadores son una parte indispensable en la mayorade las sartas direccionales! con y sin motor de fondoLos principales ob"etivos del uso de los estabilizadores! es el

control de la desviacin del pozo! la reduccin del riesgo de unapegadura por diferencial y la estabilizacin del pozoo! rimandoo"os de llave y severidades causadas por los cambios en inclina%cin y rumbo del pozo


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)-:;26L6;D.)-


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.rientador 4#2'.5

:ambi(n llamado sustituto de orientacin el #2'. 4#niversal2ore 'ole .rientator5 es un sustituto recto con un piEon y ca"a enlos e7tremos

)st fabricado para alo"ar en su interior una camisa llamada Ipatade mulaJ! la cual tiene acoplada una cuEa donde asienta unaherramienta medidora 48UD! giroscpico! sinleshot! etc5

)sta cuEa se alinea con la direccin de la defle7in del motor defondo y se a"usta con opresores para impedir su giro! una vez quese est perforando

'erramienta 8UD


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'erramienta 8UD

Las herramientas 8UD 48easurement Uhile Drilling5! 8edicin8ientras se Perfora! se utilizan para obtener informacin delpozo en tiempo real! tal como la inclinacin! rumbo! temperaturadel lodo y orientacin de la cara de herramienta 4del motor defondo5

Po ser una herramienta magn(tica! se debe alo"ar dentro de undrill collar antimgn(tico-e compone de mdulos mecnicos y electrnicos y

normalmente se sit$a arriba del motor de fondo La herramientase compone de tres principales secciones! que son@


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Pulser


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)ste mdulo tiene componentes mecnicos que mediante laobstruccin y liberacin parcial del flu"o del lodo! transmite hastala superficie la informacin del pozo

8dulo electrnico)ste mdulo tiene componentes electrnicos que con la ayudade acelermetros y magnetmetros se encargan de medir lainclinacin y rumbo del pozo! as como la orientacin de la cara

de herramienta


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8dulo de 2ateras

)ste mdulo contiene las bateras para proveer de energa a laherramienta completaLas bateras normalmente son de Litio y pueden traba"ar duran%te periodos prolongados! 4'asta ,31 'rs5 a altas temperaturas4'asta *01K C5


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=b S fuerza debida a la inclinacin del

portamecha=p S fuerza de restitucin por efectop(ndulo

-i consideramos que la formacin no tieneuna tendencia caracterstica

=p =b la inclinacin tiende a disminuir'=b =p la inclinacin tiende a aumentar'=bS=p la trayectoria se mantiene

6ncrementando la carga sobre el trepanose aumenta el pandeo! ba"a el punto detangencia y por lo tanto aumenta =b

Comportamientos :picos


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'erramientas de Desviacin


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-e denomina I2';I ;l con"unto de @

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.P! 6nclinacin y ).2


107/109

8tto de ;ngulo! -ecc :angencial y Comienzo delDecremento


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Decremento

=in del decremento y desplazamiento del ob"etivo


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perf.dirigida

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