La plataforma de perforación está compuesta por varios componentes que ayudan en el proceso de extracción. El collar de perforación es uno de estos equipos, junto con la tubería de perforación y la tubería de perforación de peso pesado, que desempeñan un papel fundamental en las operaciones de perforación, soportando grandes cargas y tensiones. Las dimensiones adecuadas de los collares de perforación son clave para una operación exitosa, y dependen principalmente de las demandas o condiciones de perforación.
¿Qué son los collares de perforación?
El collar de perforación es un componente vital del ensamblaje de fondo de pozo (BHA). Se encuentra por debajo de la tubería de perforación y por encima de la broca, en el extremo de la columna de perforación, y está equipado con conexiones de junta de herramientas en ambos extremos.
Fabricado en acero al carbono o una barra sólida de acero de aleación de alta resistencia según las propiedades mecánicas especificadas por el API (American Petroleum Institute), es el componente más pesado de la columna de perforación. Su función es facilitar la penetración de la superficie de manera más efectiva, ejerciendo una presión descendente sobre la broca giratoria.
Esta herramienta esencial de fondo de pozo presenta paredes más gruesas que la tubería de perforación, mantiene el control direccional del ensamblaje de fondo de pozo y estabiliza la columna de perforación al reducir la flexión y la vibración de la tubería de perforación con su peso adicional.
Tipos de collares de perforación
Los collares de perforación se pueden clasificar en tres tipos principales:
Collar de perforación liso
El collar de perforación liso es el tipo más común, con una superficie externa redondeada y recta, que simplemente aumenta el peso sobre la broca.
Collar de perforación en espiral
El collar de perforación en espiral cumple la misma función que su contraparte lisa. Sin embargo, su principal ventaja es que presenta un diseño especializado con ranuras en espiral en las superficies externas, lo que reduce el área de contacto entre el diámetro exterior y la pared del pozo, permitiendo que el fluido de perforación pase libremente alrededor del collar.
De este modo, se mitigan las posibilidades de atasco por presión diferencial debido a las diferencias de presión.
Collar de perforación no magnético
Los collares de perforación no magnéticos no tienen espiral y difieren en sus propiedades mecánicas. Están hechos de acero inoxidable y se utilizan en situaciones donde la interferencia magnética durante las mediciones de fondo de pozo puede ser problemática, como en la perforación direccional con herramientas de medición magnética como las brújulas.
Dimensión de los collares de perforación
Los collares de perforación son más pesados que los tubos de perforación y tienen un diámetro exterior mayor. Normalmente vienen en diferentes dimensiones, según lo especificado por el API (American Petroleum Institute), para adaptarse a condiciones específicas de perforación y mantener la eficiencia. Sin embargo, también están disponibles dimensiones no estándar manufacturados a medida.
Los tres principales aspectos de los dimensión de los collares de perforación incluyen:
Longitud
Los collares de perforación suelen dividirse en tres rangos de longitud, entre 30 y 90 pies. Las dimensiones de collar de perforación estándar y más comunes son de 30 a 32 pies de longitud, dentro del rango 2. La profundidad del pozo determina la longitud necesaria del collar de perforación, con orificios más grandes requiriendo collares más largos, y viceversa.
Diámetro exterior
El diámetro de un collar de perforación puede variar, desde 2 ½ hasta 11 pulgadas. Sin embargo, el rango más común de diámetro exterior es de 3 1/8 a 9 ½ pulgadas. Un diámetro exterior mayor corresponde a un peso más alto y mayor rigidez en la columna de perforación, previniendo la flexión y el pandeo.
Peso
Elegir un collar de perforación con el peso adecuado es indispensable para una operación de perforación exitosa. El tipo de formación, la profundidad del pozo y el tamaño del orificio son algunos de los factores cruciales que determinan el peso del collar de perforación para una operación.
La mayoría de los collares de perforación se fabrican con un diámetro exterior máximo de 9 ½ pulgadas, con un peso de entre 214 y 217 libras. Cuanto más pesado es el collar de perforación, más peso puede proporcionar a la broca para cortar las superficies.
El collar de perforación más pesado tiene un diámetro exterior máximo de 11 pulgadas, con un peso de aproximadamente 299 libras. Este tipo de collares se utilizan en condiciones de perforación extremas, como pozos muy profundos o donde atravesar formaciones es especialmente desafiante.
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