SISTEMA DE ROTACIÓN

Sistema de

ROTAción

Mesa de rotación

Top drive

Motor de fondo

Componentes principales

Flecha y buje Kelly

Barrenas

HWDP

Unión giratoria o Siwvel

Sarta de perforación

Tubería de perforación

Accesorios de la sarta

Drill Collar

Cuñas

Conclusión

El sistema de rotación de perforación es esencial en la industria petrolera no solo para la excavación física del pozo, sino también para optimizar la eficiencia, controlar la dirección, mantener la integridad del pozo y adaptar las operaciones a las condiciones del subsuelo, todo lo cual impacta significativamente en el éxito y la economía de los proyectos de perforación.

referencias

Top drive

La sarta y el conjunto de fondo son impulsados por un motor (hidráulico o eléctrico) suspendido de un bloque móvil. Versátil y adaptable a diversas condiciones. La sarta se enrosca directamente, de manera que el Top Drive hace rotar la sarta de perforación y la barrena directamente.

Mesa de rotación

Ubicada a nivel del suelo, imparte rotación al cuadrante que mueve la sarta de perforación. Sostiene la tubería durante las conexiones. Gira entre 40-200 rpm.

Sarta de perforación

Cumple con la función de transmitir la rotación de la mesa rotaria o el Top Drive a la barrena, proporciona el peso requerido a la barrena y además es el medio por el que el lodo de perforación se desplaza desde la superficie hasta la barrena, todo esto en su configuración más básica.

Accesorios de la sarta de perforación

Unión giratoria o Siwvel

La unión giratoria es una pieza mecánica que permite la rotación de la sarta de perforación mientras proporciona una conexión estática para el suministro de fluido de perforación. Se enrosca de la flecha Kelly, del otro extremo se encuentra acoplado a la unión giratoria o swivel, Suspendida del gancho y bloque viajero (sistema de izaje). Permite la rotación de la Kelly.

Tubería de perforación

Sirve como conducto para la circulación del fluido de perforación y transmite la rotación desde la superficie hasta la barrena en el fondo

Barrenas

Elemento que tritura la roca. Hay brocas tricónicas (conos giratorios), PDC (diamante policristalino compacto) y corazonadas (para extraer núcleos). La perforación rotatoria requiere de una barrena siempre, para perforar miles de metros de roca y así conectar un yacimiento con la superficie.La selección del tipo de broca a utilizar en una operación de perforación depende de varios factores clave:

• Dureza y abrasividad de la formación: brocas tricónicas para formaciones suaves, brocas PDC para formaciones duras y abrasivas.
• Resistencia a la compresión de la roca: brocas tricónicas para baja resistencia, brocas PDC para alta resistencia.
• Tipo de formación y litología: brocas simples para formaciones homogéneas, brocas robustas para formaciones heterogéneas o fracturadas.
• Profundidad y condiciones del pozo: brocas resistentes a altas presiones, temperaturas y fluidos corrosivos.

Referencias

1. Alcántara, J. C. (2020). Equipos y herramientas de control de pozos. Obtenido de Universidad Nacional Autónoma de México: http://www.paginaspersonales.unam.mx/app/webroot/files/4676/Asignaturas/1458/Archivo1.4143.pdf
2. Flores, L. V. (2016). Sistema de perforación rotatoria. Obtenido de Universidad de Aquino Bolivia: Sistema de Perforación Rotativo
3. Hartman, D. A. (28 de Abril de 2024). Sistema de rotación del taladro de perforación petrolera. Obtenido de YouTube [Video]: https://www.youtube.com/watch?v=PFFko9dkJ1Y
4. Herbert, J. H. (2020). Ingeniería de la perforación de pozos de petróleo y gas . Obtenido de Universidad Politécnica de Madrid: https://oa.upm.es/62720/1/INGENIERIA_POZOS_PETROLEO_Y_GAS_Vol-3_LM1B5T3R0-20200323.pdf
5. López, H. (21 de Enero de 2024). Sistema de perforación rotativo. Obtenido de Drillar: https://drillar.ar/sistema-de-perforacion-rotativo/

Sistema de rotación

El sistema de rotación es el encargado de hacer girar la barrena y la sarta de perforación para perforar el pozo. Los componentes de este sistema varían, algunos incluyen la tubería de perforación, los barrenas o Drill Collars, la tubería pesada o HeavyWeight, otros sacan todos estos elementos y se refieren únicamente a los componentes mecánicos como son la mesa rotaria, el cuadro y la flecha o Kelly, y en su caso el Top Drive.

Flecha y buje kelly

Es un tramo de tubería, generalmente de forma cuadrada o hexagonal, tiene una longitud de 40-54 pies, cuya función es transmitir el movimiento de rotación de la mesa rotaria a la sarta de perforación. En el extremo inferior tiene un elemento llamado Kelly Bushing, siendo un Buje cilíndrico que reviste interiormente los elementos mecánicos que giran alrededor de la sarta. Acopla el buje de transmisión del cuadrante con la mesa rotatoria.

Drill collar o lastrabarrena

Son tuberías de gran espesor de pared y consecuentemente más pesadas que una tubería de perforación, que se colocan directamente sobre la barrena y se utilizan para aplicar peso sobre la misma.

Cuñas

Trabajan directamente sobre el Master Bushing. Su función es la de cargar toda la sarta de perforación mientras se hacen los preparativos para conectar otro tramo de tubería. Segmentos ajustables alrededor de la tubería para sujetarla y suspender la sarta en el pozo. Permitan insertar y enroscar tubos.

Heavy Weight Drill Pipe

La tubería de perforación de pared gruesa, también llamada “heavyweight”, se fabrica con paredes más gruesas que aquellas en tubería de perforación estándar y se le colocan juntas de mayor longitud.

Motor de fondo

Los motores de fondo son herramientas direccionales que se encargan de impulsar la broca convirtiendo la energía hidráulica del fluido de perforación en energía mecánica. Se instalan en la parte inferior de la sarta de perforación, justo encima de la broca, facilitando el control de las desviaciones y permitiendo cambiar la trayectoria en cualquier punto.