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La barrena es la herramienta clave para el ingeniero de perforación: su correcta selección y las condiciones óptimas de operación son las dos premisas esenciales para lograr el éxito en el proceso de perforación. El principio de ataque se realiza mediante la incrustación de sus dientes en la formación y posteriormente en el corte de la roca al desplazarse dentro de ella. La forma de ataque dependerá del tipo y características de la roca, principalmente su dureza.

BARRENAS TRICÓNICAS Tienen tres conos cortadores que giran sobre su propio eje. Los brocas de conos giratorios son unas de las más utilizadas en la industria por su gran variedad. DEFINICIÓN TIPOS Los dientes están hechos de acero (aleación entre hierro y carbono); estos dientes van forjados en el acero de que está hecho el cono. DIENTES DE ACERO FRESADO El fabricante introduce y presiona insertos muy duros de Carburo de Tungsteno en huecos perforados en el cono de la broca. El Carburo de Tungsteno es un metal muy duro. INSERTOS DE CARBURO DE TUNGSTENO BARRENAS DE CORTADORES FIJOS Las barrenas de cortadores fijos son cuerpos compactos, sin partes móviles, con diamantes naturales o sintéticos incrustados parcialmente en su superficie inferior y lateral que trituran la formación por fricción o arrastre.

BARRENA DE DIAMANTE COMPACTO DE POLICRISTALINO El diseño de los cortadores esta hecho con diamante sintético en forma de pastillas (compacto de diamante). A diferencia de las barrenas de diamante natural y TSP, su diseño hidráulico se realiza con sistema de toberas para lodo, al igual que las barrenas tricónicas. Por su diseño y características, las barrenas PDC cuentan con una gran gama de tipos y fabricantes, especiales para cada formación: desde muy suaves hasta muy duras. Pueden ser rotadas a altas velocidades, utilizadas con turbinas y motores de fondo y con diferentes pesos sobre barrena. Por su versatilidad son las más utilizadas.

CALIBRACIÓN Se realiza para medir el desgaste que han tenido en el transcurso de las horas-trabajo de éstas. El calibrador que se utiliza para las barrenas tricónicas es una regla en forma triangular que mide el desgaste de los conos. En caso de que no se cuente con un calibrador de fábrica, se utiliza una lámina de acero, en forma de anillo, con agarradera, y una regla. El anillo deberá tener el diámetro de la


barrena que se va a usar. Este anillo se utiliza para calibrar las barrenas de diamante poli cristalino y las tricónicas. La calibración de las barrenas es de mucha utilidad para saber el desgaste en el diámetro de la misma, y así al meter la barrena nueva se evitara un acuñamiento de la sarta por reducción del agujero. DESGASTE PARA LA BARRENA DE DIENTE DE ACERO T0 = Diente nuevo. T1 = Desgaste de 1/8 de la altura original del diente. T2 = Desgaste de 1/4 de la altura original del diente. T3 = Desgaste de 3/8 de la altura original del diente. T4 = Desgaste de 1/2 de la altura original del diente. T5 = Desgaste de 5/8 de la altura original del diente. T6 = Desgaste de 3/4 de la altura original del diente. T7 = Desgaste de 7/8 de la altura original del diente. T8 = Desgaste total del diente. DESGASTE PARA LA BARRENA DE INSERTOS T2 - Una cuarta parte de los insertos totales se han desgastado, roto o perdido. T4 - La mitad de los insertos totales se han desgastado, roto o perdido. T6 - Tres cuartas partes de los insertos totales se han desgastado, roto o perdido. T8 - La totalidad de los insertos se han desgastado, roto o perdido. ESTRUCTURA DE CORTE Se observa y estima el porcentaje de vida de rodamientos, gastada en el cono que presente el peor estado. B2 - Una cuarta parte de vida gastada. B4 - La mitad de la vida gastada. B6 - Tres cuartas partes de la vida gastada. B8 - Vida totalmente gastada.

SISTEMA DE RODAMIENTO LITOLOGÍA: Por lo general la información geológica es la primera que se necesita para determinar la mejor selección de las barrenas: Tipo de roca, dureza, homogeneidad, fracturas, etc. ECONOMÍA: El factor económico es fundamental para la selección de barrenas. TRAYECTORIA DEL POZO (VERTICAL O DIRECCIONAL): En pozos direccionales las barrenas de diamante tienen una ventaja especifica sobre las tricónicas debido a su gran alcance y sus posibilidades de perforar en sentido horizontal. RENDIMIENTO DE LA BARRENA: Uno de los principales objetivos de los técnicos es perforar el pozo en el menor tiempo posible o sea, perforar la mayor cantidad de metros en un tiempo de rotación aceptable. Es fundamental conocer los objetivos de la perforación. SELECCIÓN DE LA BARRENA ESCALAS DE RPM: Cuando se aplicara alta velocidad de rotación a la barrena, la barrena de diamantes nos ofrece mayor eficiencia que la de roles. LIMITACIONES DEL PESO SOBRE LA BARRENA: Cuando se presenta esta situación, una barrena de cortadores fijos (PDC) tiene posibilidades de ofrecer un mayor ritmo de penetración que una barrena de roles.


COSTO: La barrena debe tener las cualidades que satisfagan las necesidades de aplicación al menor costo. COEFICIENTE DE PENETRACIÓN: El cual es una indicación de la dureza de la roca, no obstante una selección inadecuada de la barrena puede ocultar las características reales de dureza. HIDRÁULICA: La hidráulica proporciona el enfriamiento y limpieza a la barrena. El análisis histórico mostrara los parámetros utilizados y que oportunidades existen para una mejor utilización FLUIDO DE PERFORACIÓN: El tipo y calidad del fluido de perforación utilizado tiene un importante efecto en el rendimiento de la barrena. Los fluidos base aceite mejoran el rendimiento (PDC). AMPLIACIÓN: Cuando se requiere la ampliación de un intervalo cuya duración sea mayor de 2 hrs. se deben considerar barrenas de roles. FORMACIONES NODULARES: En formaciones como pirita y conglomerados las barrenas de roles son m efectivas, ya que las de diamante se dañan debido al impacto. POZOS PROFUNDOS: Se debe considerar una barrena de diamante que nos ofrezca mayor duración (menos viajes).

Barrenas Las barrenas para perforación rotatoria son fascinantes, años de investigación han culminado en los diseños de las barrenas, el trépano, barreno o mecha de rodillos tiene piezas coniformes insertadas o cortadas en los mismos rodillos, la mayoría de las barrenas tienen tres rodillos (tric6nicas) aunque algunas tienen dos y otras cuatro, cuando los dientes son insertados, muchas veces se usa carbur a de tungsteno para ellos, estos dientes de los conos son los que cortan y raspan la formación mientras la barrena gira, Todas las barrenas tienen pasadizos que las atraviesan y permiten la circulación del fluido de perforación. Barrenas de tobera tienen boquillas que dirigen un chorro de fluido de perforación hacia los lados y puntas de los conos y que arrastra los desperdicios hacia la superficie a medida que se va perforando, las barrenas de diamante no tienen conos ni dientes, en lugar de dientes, varios diamantes se incrustan en la punta y los lados de la barrena, las barrenas de diamante son muy efectivas para perforar formaciones duras pero también sirven para cualquier otra formación por blanda que sea.

La barrena es la herramienta clave para el ingeniero de perforación  

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