En la industria del petróleo y el gas, uncollarín de perforaciónes un tubo de acero sin costura, pesado, de paredes gruesas-que forma la parte más baja y crítica delConjunto de orificio inferior (BHA).
Si bien la tubería de perforación es relativamente delgada y flexible, los portamechas son extremadamente rígidos y pesados. Se colocan directamente encima de la broca para proporcionar la fuerza descendente necesaria para atravesar la roca.
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Funciones clave de un collar de perforación
El portamecha tiene tres propósitos principales:
Peso sobre broca (WOB):El peso de la tubería de perforación en sí no suele ser suficiente para empujar la broca a través de roca dura. Los portamechas utilizan la gravedad para proporcionar la enorme fuerza descendente (WOB) necesaria para que la broca se aplaste y corte.
Mantener la sarta de perforación en tensión:Debido a que la tubería de perforación es flexible, si se colocara bajo compresión (empujada hacia abajo desde la parte superior), se pandearía y se rompería. Los portamechas proporcionan peso en la parte inferior para que la tubería de perforación situada encima de ellos permanezca entensión, manteniendo la cuerda recta.
Estabilización y control direccional:Debido a su rigidez, los portamechas actúan como un "péndulo", ayudando a mantener el pozo recto. Evitan que la broca se desvíe o vibre excesivamente.
Tipos de collares de perforación
Se utilizan tres diseños principales según el entorno de perforación:
Collares de perforación resbaladizos:Tienen un diámetro exterior circular y liso. Son los más comunes y económicos pero tienen mayor riesgo de quedarse atascados en el pozo.
Collares de perforación en espiral:Estos tienen ranuras helicoidales (espirales) mecanizadas en la superficie. Estas ranuras reducen la superficie de contacto entre la tubería y la pared del pozo, lo que reduce significativamente el riesgo depegado del diferencial(donde la tubería es "succionada" hacia la pared).
Collares de perforación no-magnéticos (Monel):Hecho de aleaciones especializadas no-magnéticas. Se utilizan cuando el BHA contiene herramientas topográficas magnéticas (como MWD/LWD) que necesitan medir el campo magnético de la Tierra para determinar la dirección del pozo sin interferencia de la sarta de acero.
Tabla de especificaciones de collares de perforación (estándar API)
Fabricado con alta-resistenciaAISI 4145HAcero de aleación de cromo-molibdeno.
| Diámetro exterior (DE) | Diámetro interior (DI) | Tipo de conexión común | Aprox. Peso (libras/pies) | Aprox. Peso (kg/m) |
| 3-⅛" | 1-¼" | NC23 (2-⅜" SI) | 21 | 31 |
| 3-½" | 1-½" | NC26 (2-⅜" SI) | 26 | 39 |
| 4-⅛" | 2" | NC31 (2-⅞" SI) | 35 | 52 |
| 4-¾" | 2-¼" | NC35 (3-½" FI) | 47 | 70 |
| 6-¼" | 2-¼" | NC44 (4" FI) | 90 | 134 |
| 6-½" | 2-13/16" | NC46 (4" FI) | 92 | 137 |
| 7" | 2-13/16" | NC50 (4-½" FI) | 110 | 164 |
| 8" | 2-13/16" | 6-⅝" Regular | 150 | 223 |
| 9" | 2-13/16" | 6-⅝" Regular | 192 | 286 |
| 9-½" | 3" | 7-⅝" Regular | 215 | 320 |
| 11" | 3" | 8-⅝" Regular | 295 | 439 |
Collar de perforación frente a tubería de perforación
Es importante distinguir entre los dos:
| Característica | Tubo de perforación | Collarín de perforación |
| Espesor de la pared | Delgado (aproximadamente. 0.3" – 0,5") | Muy grueso (hasta varias pulgadas) |
| Flexibilidad | Flexible, puede doblarse | Extremadamente rígido, rígido |
| Peso | relativamente ligero | muy pesado |
| Objetivo principal | Conducto para lodo y rotación. | Proporcionar peso (WOB) |
| Conexiones | Las juntas de herramientas son más anchas que las tuberías. | Las conexiones tienen el mismo diámetro exterior que el cuerpo de la tubería. |
Fábrica de collares de perforación API
Equipos de prueba de collarín de perforación API
Certificado de collarín de perforación API
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el propósito de un portamecha?
Las funciones principales del collar de perforación son proporcionar la fuerza necesaria para la perforación (WOB), endurecer la sarta de perforación inferior para mantener la estabilidad y controlar las vibraciones, y desempeñar un papel clave para mantener la perforación del pozo en la dirección prevista. Si bien pueden transmitir torque y permitir el paso de fluido como otros componentes de la sarta de perforación, estas son funciones secundarias; su propósito principal de diseño se centra en el peso, la rigidez, la estabilidad y el control de la trayectoria.
¿Cuántos tipos de portamechas existen?
Los portamechas se dividen en tres tipos de núcleos y en varias variantes especializadas:
Normal/Estándar: Cilindros de paredes-suaves y gruesas, el tipo más común, que proporcionan peso principal-en-la broca y rigidez.
Espiral: Con tres ranuras helicoidales-a la derecha, reduce el contacto con la pared en aproximadamente un 30 % para evitar el pegado diferencial y pesa aproximadamente un 4 % menos que los collares simples del mismo tamaño.
No-magnético: Hecho de aleaciones de baja-permeabilidad como el acero inoxidable N1310, lo que permite realizar estudios magnéticos precisos al aislar las herramientas de la interferencia de la sarta de perforación.
Las variantes especializadas incluyen collares excéntricos para control de desviaciones, collares cuadrados para necesidades extremas de anti-desviación, collares cortos para ajuste fino-de BHA y collares con ranuras deslizantes/elevadoras para una elevación eficiente.
