Collares de perforacióndesempeñan un papel fundamental en las operaciones de perforación de petróleo y gas. Hoy, Vigor brindará una descripción detallada de lo que significan los portamechas, sus funciones clave en el fondo del pozo y cómo contribuyen al rendimiento de la perforación.
I. ¿Qué significa collarín de perforación?
A collarín de perforaciónEs un componente tubular pesado y de paredes gruesas que constituye la parte inferior de la sarta de perforación. Se coloca directamente encima de la broca, que mide entre 30 y 90 pies de largo y tiene un diámetro mayor que la tubería de perforación.
II．¿Cuál es el propósito de un collarín de perforación?
Propósitos importantes:
(1)Agregue peso a la broca: el gran peso de los collares proporciona "peso a la broca" para aumentar la tasa de penetración y la eficiencia de perforación, especialmente en roca dura. Más peso aplasta y fractura la formación de manera más efectiva.
(2) Endurecer la sarta de perforación: las paredes gruesas dan a los collares una alta rigidez a la flexión para resistir la flexión de la tubería. Esto mantiene un perfil de pozo vertical y mejora el control direccional.
(3)Evitar el pandeo: la masa agregada de collares reduce el riesgo de pandeo helicoidal de la sarta de perforación durante las operaciones.
(4) Estabilizar el conjunto del fondo del pozo: los collares estabilizan la broca y la parte inferior de la sarta de perforación para mantener la trayectoria direccional.
(5)Resistir las tensiones de perforación: los collares resisten las tensiones axiales, de flexión y de torsión de la perforación sin fallar.
(6)Resistir la torsión de la sarta de perforación: la rigidez resiste la torsión de la tubería y mantiene una transferencia suave de la potencia rotatoria a la broca.
(7)Transmitir potencia hidráulica: los fluidos bombeados a través de collares proporcionan lubricación y enfriamiento de la broca.
III.¿Qué hace un portamecha?
Collares de perforacióntienen una serie de tareas críticas que permiten una perforación eficiente a través de diversas formaciones rocosas y trayectorias de pozos desafiantes.
(1) Formaciones de roca dura
En granito, basalto y otras formaciones ígneas o metamórficas duras, el gran peso del collar ejerce un "peso adicional sobre la broca" para triturar la roca resistente y aumentar la velocidad de perforación.
Los recientes pozos marinos de aguas profundas frente a las cuencas de Brasil y África han empleado collares ultrapesados para economizar la perforación de secciones profundas de roca dura.
(2) Formaciones de roca blanda
En rocas sedimentarias blandas como esquisto o arenisca, el efecto de ponderación extremo de los collares es menos significativo. Sin embargo, los collares mantienen la verticalidad en secciones de pozos rectos que pueden hundirse a través de formaciones mal consolidadas. Su rigidez también evita que se desprendan y se peguen al perforar arcillas reactivas.
Los collares se han vuelto indispensables en los florecientes yacimientos de esquisto de América del Norte. Su estabilización garantiza trayectorias suaves a través de capas alternas de esquisto y piedra caliza también en alta mar de México.
(3) Formaciones inestables o hundidas
Cuando las formaciones se fracturan, se hinchan y se desprenden fácilmente, los collares minimizan las rupturas del pozo. La rígida columna vertebral resiste cargas de colapso localizadas. En la perforación con aire o espuma desequilibrada, se mantiene la integridad del orificio.
La perforación geotérmica a través de entornos volcánicos y tropicales fracturados muestra los beneficios anti-hundimiento de los collares en todo el mundo. Minimizar las fallas de las paredes es crucial.
(4) Pozos direccionales, ERD y horizontales
En pozos desviados, de alcance extendido y horizontales, los collares proporcionan un peso crítico más cercano a la broca para reducir el torque, el arrastre y la vibración. Su vector de gravedad ayuda a desarrollar el ángulo durante la perforación. Esto también mantiene las secciones laterales dentro de la zona de pago.
Los largos pozos horizontales de esquisto en América del Norte dependen decollares de perforaciónpara una perforación suave y una colocación precisa. Los collares también han permitido maniobras complejas de pozos submarinos de aguas profundas frente a la costa de África en múltiples zonas.
(5) Alta temperatura y presión
Bajo calor extremo en proyectos geotérmicos o condiciones HPHT, los collares soportan enormes tensiones que podrían deformar la tubería. Sus reservas de fuerza actúan como la primera línea de defensa contra las inestabilidades del pozo. Se acomodan las expansiones térmicas.
Los recientes éxitos de ultra-HPHT en los pozos diversificados de Total han demostrado la solidez del collar de perforación a más de 700 grados F y 35,000psi.
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