Motores de lodo perforación

Tipos de perforación con motores de lodo

Un motor de lodo de perforación transforma la energía hidráulica del fluido en potencia rotatoria para impulsar la broca. El estator y el rotor son sus principales componentes, que crean un sistema de bombeo de agarre y expansión. Aparte de esto, hay un par de motores de lodo utilizados en la industria de la perforación.

• Motores de lodo de desplazamiento positivo

  El tipo más común de motor de lodo es un motor de desplazamiento positivo. Los motores PD utilizan la presión del fluido de perforación para girar el rotor dentro del estator. El fluido de perforación luego se mueve a través del motor y hacia la broca para crear un movimiento recíproco. Los motores de desplazamiento positivo son conocidos por generar un alto nivel de torque a bajas RPM. Son muy adecuados para la perforación vertical y horizontal en las industrias del petróleo y el gas. Sin embargo, los motores de lodo PD son sensibles a los cambios en las propiedades del fluido de perforación.

• Motores de lodo rotativos Hunts

  Los motores de lodo rotativos son algo similares a los motores de desplazamiento positivo en diseño y funcionalidad. También tienen un estator y un rotor, pero la rotación del rotor es el resultado del fluido de perforación que circula a través del motor. Los motores rotativos no producen tanto torque como los motores de desplazamiento positivo. Sin embargo, son más eficientes a mayores RPM y menos sensibles a las condiciones del fluido de perforación. Esta ventaja los hace preferibles para proyectos de alta tasa de penetración (HRP). Los motores de lodo rotativos también sirven como alternativas rentables en pozos con menos desafíos de fricción.

• Motores de lodo dúplex

  Un motor de lodo que tiene dos juegos de estator/rotor, llamado motor dúplex, se utiliza a menudo en secciones laterales largas. Este tipo de motor produce más torque que un solo motor. Otra ventaja del motor es su capacidad para ayudar a perforar secciones más largas sin la necesidad de viajes frecuentes para cambiar el equipo.

Especificación y mantenimiento

El rendimiento de los motores de perforación con lodo depende de varias especificaciones clave.

• Potencia nominal: Esto muestra la potencia de salida real del motor en vatios o kilovatios. Una potencia nominal más alta significa más fuerza de perforación. Los rangos típicos de potencia nominal van desde 20kW hasta más de 100kW, dependiendo del tamaño del motor.
• Torque: Esto mide la fuerza de torsión que genera el motor, lo que afecta la forma en que supera la resistencia durante la perforación. El torque se especifica en ciertos puntos de rotación (rpm). Los motores utilizados para la perforación pesada tienen un torque alto. El torque de perforación sostenido para los motores de lodo suele estar entre 40 y 60N.m.
• Velocidad: La velocidad de operación, o rpm, indica qué tan rápido gira el motor. Las velocidades más altas permiten una perforación más rápida, pero el torque puede disminuir a tasas más rápidas. El rango de velocidad constante de los motores de lodo suele estar entre 100 y 450rpm.
• Profundidad de perforación: La profundidad máxima a la que puede perforar el motor también es muy importante. Esto depende de la broca con la que está acoplado, la composición del suelo y la presión generada por el lodo en el sistema de perforación.

Mantenimiento

El mantenimiento regular es importante para mantener los motores de lodo funcionando bien y para extender su vida útil. Los clientes deben desarrollar un plan de mantenimiento programado en función del modelo del motor y las condiciones de funcionamiento. Algunas tareas de mantenimiento estándar incluyen inspecciones periódicas para identificar cualquier signo de desgaste o daño. Con el uso continuo del motor, ciertas partes pueden requerir lubricación para funcionar de manera óptima. El fabricante del motor de lodo proporciona instrucciones sobre qué partes necesitan lubricación y el tipo de lubricante que se debe usar. Algunos componentes pueden requerir reemplazo después de largos períodos de uso para mantener la eficiencia. El equipo de mantenimiento debe monitorear de cerca el rendimiento de estos componentes y proporcionar reemplazos oportunos según sea necesario. Si se necesitan reparaciones para el motor de lodo, asegúrese de recurrir a técnicos calificados que estén familiarizados con estos motores para manejar el trabajo. Seguir las pautas específicas de mantenimiento proporcionadas por el fabricante ayudará en gran medida a garantizar que el motor tenga un funcionamiento suave, un tiempo de inactividad mínimo y un rendimiento de perforación constante.

Escenarios

Los motores de lodo tienen muchos escenarios y aplicaciones en la industria del petróleo y el gas. Se utilizan principalmente para perforar pozos de petróleo, pero también tienen algunas otras aplicaciones.

• Perforación direccional: Esta es posiblemente una de las aplicaciones más populares y comunes de los motores de lodo. En la perforación direccional, los motores de lodo perforarán directamente hacia abajo o en ángulo hacia una región objetivo específica. La precisión que ofrecen los motores de lodo los hace excelentes para la perforación direccional. Los operadores pueden alcanzar fácilmente múltiples reservorios desde un solo sitio de perforación sin la necesidad de una perforación extensa.
• Perforación vertical: En la perforación vertical, los motores de lodo se utilizan para perforar verticalmente directamente en el suelo. La perforación horizontal también está estrechamente asociada con la perforación vertical. La perforación horizontal implica la creación de pozos horizontales que son paralelos a la superficie del suelo. Tanto las técnicas de perforación vertical como horizontal utilizan motores de lodo, ya que producen una alta propulsión y torque para una perforación fácil a través de formaciones rocosas difíciles.
• Formaciones blandas subterráneas: Los motores de lodo también se aplican a las formaciones blandas subterráneas. Esas formaciones geológicas blandas pueden incluir sustratos porosos o arenosos. Tal perforación puede ser más fácil con menos potencia requerida para perforar el suelo. Incluso esas formaciones débiles de la tierra requieren una gran precisión, y los motores de lodo pueden proporcionar eso.
• Industria minera: La potencia y la eficiencia de los motores de lodo los hacen excelentes para aplicaciones en la industria minera. En la industria minera, los motores de lodo se pueden utilizar para extraer metales preciosos como oro, cobre y diamantes, o mineral de hierro utilizando la técnica de perforación rotatoria. Mientras tanto, en la industria del petróleo y el gas, los motores de lodo se utilizan principalmente con la técnica de perforación rotatoria. Sin embargo, independientemente de la técnica y el método de perforación que se utilice, la potencia del motor sigue siendo una parte esencial de la operación de perforación. Los motores de lodo en la industria minera se pueden combinar con otras herramientas de perforación como brocas y combinaciones de otros sistemas de perforación según los requisitos de la naturaleza del terreno que se debe perforar.

Cómo elegir la perforación con motores de lodo

Los criterios importantes a considerar al seleccionar la perforación con motor de lodo adecuado incluyen el tipo de operación de perforación y formación, la salida de torque y la potencia nominal, la tasa de flujo, la eficiencia, el mecanismo de sellado y el diseño del motor.

• Operación de perforación y formación:

  Elija el motor de lodo adecuado en función del tipo de operación de perforación (por ejemplo, vertical, horizontal) y la formación geológica. Seleccione motores diseñados para fluidos de perforación de alta densidad si perfora a través de formaciones rocosas duras.

• Salida de torque y potencia nominal:

  Elija motores de lodo con suficiente torque y potencia nominal para manejar la velocidad de perforación (RPM) requerida y superar la resistencia de la formación geológica.

• Tasa de flujo:

  Seleccione un motor con una tasa de flujo que coincida con el volumen necesario para transportar los recortes y mantener la presión deseada durante la perforación.

• Eficiencia general de perforación:

  Considere la eficiencia de transferencia de energía del motor, que influye en la velocidad de perforación y el costo operativo.

• Mecanismo de sellado:

  Elija motores con sellado confiable para evitar que el fluido de perforación se filtre al motor y evite la contaminación de sustancias externas.

• Diseño del motor:

  Elija el diseño de motor preferido (por ejemplo, desplazamiento positivo o turbina) en función de los requisitos y condiciones de perforación específicos.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es la diferencia entre un motor de lodo y una broca de PDC?

A1: El motor de lodo es una herramienta generadora de potencia en el conjunto de perforación, mientras que la broca de PDC es la herramienta de corte. Ambas trabajan juntas para facilitar el proceso de perforación en las plataformas de perforación rotatoria con lodo.

P2: ¿Cómo genera energía un motor de lodo?

A2: Un motor de lodo convierte la presión hidráulica y el flujo del fluido de perforación en movimiento rotatorio mecánico a través del movimiento de un estator de neopreno y un rotor de metal.

P3: ¿Qué papel juega el fluido de perforación en el funcionamiento de un motor de lodo?

A3: El fluido de perforación, también conocido como lodo, es crucial para el funcionamiento de un motor de lodo. Su flujo y presión impulsan el movimiento del motor y generan potencia. Además, enfría y lubrica el motor, manteniendo su funcionamiento normal.

P4: ¿Los motores de lodo son direccionales?

A4: Sí, hay dos tipos principales de motores de lodo: motores axiales, que se utilizan normalmente en la perforación de pozos rectos; y motores de desplazamiento positivo, que se utilizan comúnmente en la perforación direccional y vertical.

P5: ¿Los motores de lodo tienen un sistema de transmisión?

A5: Sí, los motores de lodo suelen estar equipados con sistemas de transmisión como cadenas sólidas, conjuntos de acoplamiento y cadenas flexibles para garantizar un acoplamiento eficaz con las brocas y otras herramientas de perforación.