Equipos de perforación y brocas de perforación

Equipo de perforación

Este método de perforación requiere el uso de una máquina perforadora como la ilustrada (Fig. 1) que consta de un mástil con ruedas de polea montadas en la parte superior con el fin de operar un mecanismo de elevación. Colgando del mástil o de la torre de perforación mediante un conjunto de bloques se encuentra un mecanismo de accionamiento cuadrado o con chaveta llamado kelly. En la parte superior del kelly hay un eslabón giratorio al que se conecta una manguera de goma o acero con juntas flexibles según lo dicte la presión. Este kelly es impulsado por un conjunto de accionamiento giratorio que tiene insertos o bloques para adaptarse al kelly. El kelly es más grande que las barras de perforación para perforar unos pocos pies por debajo y permitir que se agregue una sección de tubería de perforación a medida que el pozo avanza más profundamente. A la parte inferior de este kelly se unen barras de perforación huecas y, mediante el uso de accesorios, subs, la broca giratoria. A medida que se perfora más profundamente, se agregan barras adicionales a la sarta justo debajo del kelly. La broca tiene orificios en la parte inferior a través de los cuales puede fluir el fluido. Retrocediendo en la máquina encontramos el mecanismo de tracción que opera el mecanismo de elevación. También montada en la máquina o al lado de ella se encuentra la bomba que impulsa el fluido de perforación a través de las líneas hasta el pivote que baja por el kelly y sale por la parte inferior de la broca.

Brocas de perforación

Los diferentes tipos de brocas se pueden describir mejor con una ilustración. Comenzamos con la broca de arrastre simple tipo estrella o cola de pescado (Fig. 2). Esta broca se utiliza en formaciones blandas no consolidadas como arcilla y arenas. Tienen cursos de fluido que tienden a lanzar chorros sobre las formaciones y las cuchillas son muy efectivas en arcillas pegajosas.

Las brocas de rodillos de tipo cono tienen de dos a cuatro cortadores de tipo cono montados sobre cojinetes de rodillos que tienen dientes de longitudes variables que se entrelazan (Fig. 2a). Esta broca tiene cursos de fluido que, según el diseño, lanzan chorros directamente sobre las formaciones o lavan los cortadores cuando el chorro se dirige a los propios conos. Las brocas varían desde cortadores de dientes largos para uso en formaciones blandas hasta cortadores de engrane cortos que tienden a astillarse en material muy duro. Cuanto más duras sean las formaciones, más cortos serán los dientes cónicos. Como regla general, rotamos las brocas para formación blanda 16 a velocidades más altas y tienen un peso de broca mucho menor. Como guía general, las brocas para formación blanda se utilizarán a velocidades de 50 a 150 RPM con pesos de broca de 1000 a 4000 libras por pulgada de diámetro de broca. Las brocas para formación muy dura se utilizarán a velocidades de 30 a 50 RPM con 2000 a 5000 libras por pulgada de diámetro de broca.

Distintos fabricantes tienen diferentes diseños de brocas de cola de pescado, como brocas de dedo, hasta muchos tipos de brocas de rodillo. Este es un campo amplio y la experiencia en un área resolverá el problema del tipo de broca más eficiente para usar en un área y formación en particular.