Técnicas Energéticas - 67.56

Motores de perforación

Facultad de Ingeniería - UBA

Introducción• Objetivos del desarrollo de motores de

perforación• Aplicaciones variadas => Motores

específicos• 1956 => Motores de Fondo

– Perforación horizontal– Sistemas de dirección– Alcance extendido– Reducción de Costos

Aplicaciones

• Aplicaciones convencionales• Aplicaciones en pozos rectos• Aplicaciones direccionales• Perforación “Casing”

Aplicaciones Convencionales

• Baja velocidad, par elevado• Adecuado para:

– Comienzos de pozo– Correcciones de curso– Control de inclinación– Desviaciones de perforación

• Bajo costo• Fácil mantenimiento

Aplicaciones en pozos rectos

• Incremento ROP• Control direccional en aplicaciones

adversas• Mayores beneficios con desarrollos de

trépanos PDC y secciones de potencias más potentes

Aplicaciones direccionales

• Estabilizadores• Armadura ajustable• Rotación selectiva de la columna de

perforación => trayectoria• Adecuado para:

– Atravesar objetivos complejos– Pozos horizontales angostos– Pozos verticales con tendencia a desviarse

Selección de motores de perforación

• Aplicaciones

– Tipos de Perforación (vertical, direccional, horizontal)

– Perforación Casing– Perforación con aire– Apertura y cierre del Pozo– Evitar el uso de Casing

Selección de motores de perforación

• Otros factores

– Tipo de Trépano– Velocidad y par motor– WOB y caída de presión en la herramienta– Tasa de flujo / Velocidad angular requerida para

limpiar el pozo– Tipo de fluido o lodo (composición) y temperatura de

circulación de fondo– Tamaño del pozo

Conjunto de fondo (BHA)

• Elementos básicos– trépano– motor de lodo– estabilizadores– portamechas– tubos pesados de

perforación– threadforms (uniones para

conexiones rotatorias)– MWD– LWD

Diseño del motor de perforación

• Válvula de vacío- Dump Valve o Crossover sub- Permite el paso del fluido de perforación y su drenado

Diseño del motor de perforación

• Parada de emergencia- Safety Catch Sub- Opcional- Remueve componentes- Para motores de aplicaciones extremas

Diseño del motor de perforación

• Conjunto de sección de potencia- Power Section- Rotación del trépano- Rotor- Estator

Diseño del motor de perforación

• Conjunto de acoplamiento- Coupling Assembly- Transmite el par motor rotacional- Movimiento excéntrico en concéntrico al eje- Acoplamiento flexible

Diseño del motor de perforación

• Conjunto de cojinete- Bearing Assembly- Soporte del eje- Afectado por WOB, tasa de circulación, caída de presión en el trépano.- Cojinete de empuje (Thrust Bearings)- Cojinete de soporte radial (Radial Bearings)

Motores RSS

• RSS = Rotary Steerable System• Modo Deslizamiento

- Fuerzas de fricción- Lento- Atascamiento o Deslizamiento

• Modo Rotación- Mejor calidad de pozo

Modo de rotación

• Caracteristicas

– Soporta un mayor WOB

– Velocidad de rotación limitada en el rotor– Eje de transmisión robustecido– Elastómeros especiales– Cojinetes aptos

Modo de rotación• Ventajas

– Elimina exceso de ruido– Mayor ROP y eficiencia del sistema– Excelente control direccional– Minimiza atascamiento y deslizamiento

(fricción)– Optimiza PDC– Menor desgaste de la tubería de

revestimiento

Curvas de funcionamiento• Velocidad (rpm)

Curvas de funcionamiento• Potencia (hp)

Curvas de funcionamiento• Torque (libra-pie)

Beneficios de nuevas tecnologías

Mejoras tecnológicas• Tren de transmisión• Conexiones más fuertes y materiales de

mayor grado• Mejoras en la sección de potencia• Altas temperaturas• Estator

Bibliografía• Oilfield Review -www.slb.com• Oilfield Glossary -www.glossary.oilfield.slb.com• NQL Energy Services -www.nql.com• Baker Hughes INTEQ -www.bakerhughes.com/inteq• CavoDrilling Motors -www.cavodm.com• National Oilwell Varco-http://www.natoil.com• El abecé del Petróleo y del Gas –IAPG• Equipos y herramientas –Nociones de perforación,

terminación de pozos y extracción –Instituto del Gas y del Petróleo–FIUBA 2005

• Trabajo de Juan Lugaro (alumno de T.E.)