Al implementar Herramientas de perforación de pozos de agua , uno de los factores de rendimiento más críticos es la estabilidad con la que funcionan las herramientas en el fondo del pozo. A Broca escariadora que vibre, se desvíe o rebote provocará una mala calidad del orificio: diámetro irregular, paredes rugosas, desviación e incluso daños a la herramienta.

Por qué es importante la estabilidad para las brocas escariadoras y la calidad de los orificios

Antes de abordar las soluciones, comprendamos lo que está en juego:

La inestabilidad (vibración, movimiento lateral, rebote) conduce a perforaciones no circulares, ondulaciones o “lobulaciones”.

La vibración excesiva acelera el desgaste de las fresas, el calibre y el cuerpo y puede provocar fallas por fatiga.

Un acabado deficiente de la pared del pozo aumenta la resistencia y reduce la capacidad de funcionamiento del revestimiento/casing.

La desalineación o desviación de la herramienta puede provocar un corte excesivo o insuficiente en ciertas secciones.

En las operaciones de perforación de pozos de agua, los operadores a menudo informan problemas como “vibración de la broca”, “bamboleo” o “irregularidades de la pared del pozo” como puntos problemáticos clave. A stable reaming bit is essential to maintain hole integrity and reduce rework.

Por lo tanto, para mejorar la calidad del orificio, debe abordar la estabilidad de manera integral: diseño, dinámica y operación de la herramienta.

Fuentes de inestabilidad y sus efectos

A continuación se presentan fuentes comunes de inestabilidad en las operaciones de escariado y cómo se manifiestan:

Reconocer estas fuentes es el paso inicial hacia la mejora de la estabilidad.

Estrategias de diseño para mejorar la estabilidad de las brocas de escariado

Por parte del fabricante, al diseñar brocas escariadoras para herramientas de perforación de pozos de agua, las siguientes estrategias ayudan:

1. Diseño y geometría de corte equilibrados

Distribuir los cortadores de forma simétrica y con momento de inercia de masa equilibrado, reduciendo las fuerzas desequilibradas.

Evite las hojas individuales demasiado agresivas; La agresividad moderada del cortador ayuda a mitigar la excitación por vibración.

Incorpora rigidez en brazos y cuerpo para resistir la deflexión bajo carga.

2. Estabilizadores integrados y almohadillas de soporte.

Coloque paletas o almohadillas estabilizadoras cerca o sobre el cuerpo para brindar soporte lateral y evitar que se tambalee.

Utilice almohadillas calibradoras en el lado opuesto de los brazos cortadores para equilibrar las fuerzas laterales, como se ve en los diseños de brocas bicéntricas.

3. Rigidez y resistencia del material.

Utilice materiales de aleación de alta calidad, tratamiento térmico adecuado y endurecimiento de la superficie para mejorar la rigidez y la resistencia a la fatiga.

Minimiza las secciones delgadas innecesarias o las transiciones débiles que actúan como puntos flexibles.

4. Diseño hidráulico y canales de flujo.

Asegúrese de que la disposición del cortador deje pasajes libres para el fluido de perforación y la evacuación de virutas.

Incluya puertos de lavado, canales de derivación o boquillas secundarias para que, si el flujo principal está parcialmente bloqueado, los recortes aún se limpien.

Un buen sistema hidráulico reduce la acumulación de virutas y las cargas asimétricas.

5. Colocación ajustada dentro de BHA/espaciado

La posición de la broca escariadora en relación con la broca, los estabilizadores y los collares afecta el comportamiento de vibración. La colocación que se alinee con los nodos del modo de vibración puede reducir la excitación.

Evite espacios demasiado largos entre los estabilizadores y el escariador.

Prácticas operativas ideales para mantener la estabilidad y la calidad del pozo

Incluso con una broca escariadora bien diseñada, la operación en campo es muy importante. Estas son las prácticas clave:

1. Ajustes moderados de RPM/peso (evite la sobremarcha)

No presiones agresivamente. El peso o la velocidad excesivos pueden provocar vibraciones. Utilice ajustes de parámetros moderados y controlados.

2. Mantenga un fuerte lavado/circulación hidráulica.

Asegúrese de que el flujo de fluido sea suficiente para evacuar los recortes. Monitorear los volúmenes y presiones de retorno. Si comienza la acumulación de virutas, deténgase y enjuague.

3. Utilizar centralizadores o estabilizadores en el BHA

Instale elementos centralizadores o estabilizadores aguas arriba o aguas abajo para mantener el escariador centrado y reducir las cargas de flexión.

4. Gestione cuidadosamente el descentramiento y la alineación

Verifique las uniones de las herramientas, el torque de conexión, la rectitud de la cuerda y la alineación durante el ensamblaje. Incluso las pequeñas desalineaciones se acumulan en el fondo del pozo.

5. Escariado por etapas / pases incrementales

No intentes saltar de piloto a tamaño completo en una sola pasada, especialmente en formaciones variables. Utilice pasos incrementales para reducir las cargas de impacto.

6. Supervise la vibración y el comportamiento de la herramienta en tiempo real

Si es posible, recopile datos de par/presión/aceleración. Si aparecen oscilaciones de par o picos repentinos de carga, reduzca la velocidad o ajuste.

7. Inspeccione la herramienta con frecuencia

Durante las operaciones de extracción o conexiones, inspeccione las caras de corte, las áreas de calibre y los brazos. Replace parts before damage escalates.