En perforación horizontal dirigida (HDD), un gran porcentaje de los proyectos no logran sus objetivos, por un inapropiado uso de los fluidos de perforación y una inadecuada selección y técnicas de operación en el proceso de rimado (escariado) e instalación de la tubería de producción.

No existe una condición de suelo única y esta puede variar a lo largo de la trayectoria del cruce, más aun si el cruce es extenso (mayor de 400 metros).

A pesar de ser los fluidos de perforación y los procesos de rimado y selección de herramientas tópicos de naturalezas diferentes, es fundamental entender que ambos se complementan funcionalmente y juegan un papel importante en la construcción y sostenimiento del hoyo.

En el proceso de ensanchamiento o rimado un escariador es acoplado a la tubería de perforación, esta es presurizada para verificar que el fluido de perforación circula sin restricciones y todas las boquillas o jets están abiertos.

El escariador es rotado y jalado usando como guía el hoyo piloto, ensanchándolo y repitiendo este proceso cuantas veces sea necesario hasta alcanzar el diámetro final.

Como guía practica o regla de campo debemos decir que el escariador o rima debe ser 1.5 veces el diámetro de la línea o tubería de producción a instalarse, esto con la finalidad de generar el espacio anular suficiente para la circulación del lodo de perforación y los recortes, disminuir el contacto y la fricción de la tubería de producción y además permitir un radio de curvatura suave para la instalación final del ducto.

La selección “del escariador o rima correcta” en cada proyecto, es decisivo para la instalación exitosa del ducto de producción.

Tipos de suelos

Evidentemente los suelos mixtos son los más difíciles de perforar, por sus cambios continuos y especialmente cuando se combinan simultáneamente  formaciones, que por su  naturaleza y composición requieren atención especial.

Tipos de escariadores

Existen 4 tipos de escariadores (con sus variantes), los cuales se usan de acuerdo básicamente a las condiciones del terreno, pero “no” existe uno específicamente diseñado para “cada tipo de terreno”.

La funcionalidad y aplicación de un escariador usualmente se superpone parcialmente sobre la de otro, por lo que es necesario tener una información clara de lo que se va a cortar para poder elegir el más adecuado.

A fin de aclarar este punto, veremos a continuación el diseño de cada uno y su utilidad especifica.

Escariadores de compactacion

Están diseñados para ser usados en suelos arenosos, con presencia de humedad y que presenten inestabilidad mecánica. Estos escariadores por su diseño y forma (cónica) , permiten un corte y  apertura progresiva del hoyo y un flujo forzado del lodo a través del anular que promueve la formación de revoque para dar sostén y estabilidad al hoyo. Obviamente el uso de lodos bentoníticos es recomendado.

Existen variantes en el diseño pero con frecuencia se fabrican con canales de flujo en el cuerpo para facilitar el flujo del lodo y recortes. Estos canales son dimensionados de tal forma que guardan correlación con el diámetro del escariador y permiten el flujo libre y continuo de lodo y recortes y eliminan la posibilidad de un frac out.

Algunos diseños incorporan dientes de carburo de tungsteno que les da mayor capacidad de corte en suelos de mayor dureza y los hace más funcionales en suelos arenosos y mixtos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Escariadores de mezclado

Se fabrican en varios diseños (ver infografía) y están recomendados para ser usados en arcillas y suelos duros que no presentan inestabilidad física.

El diseño incorpora habilidad para cortar y promover un buen mezclado con el fluido de perforación.

Las arcillas en general cuando se mezclan con agua tienden a volverse pegajosas y a embolar y pegarse a las aspas o cortadores disminuyendo su eficiencia, simultáneamente se puede dar un hinchamiento de paredes y una disminución del calibre del hoyo, ambas condiciones pueden ser controladas con diseños de lodos que incorporen viscosificantes, inhibidores y surfactantes que promuevan la estabilidad química y una evacuación oportuna de los recortes.

La evacuación de recortes se optimiza a través del diseño en forma de hélice de bote, la cual junto con los caudales y condición reológica del lodo permite un flujo axial de los recortes a los largo del pozo, ayuda en este sentido también la posición y ángulo de las boquillas (jets) del lodo. Ambas condiciones promueven el mezclado y agitación condiciones básicas para crear una mezcla uniforme y fluida. Si se elige el fluido correcto, las posibilidades para desarrollar con éxito el programa  son muy altas.     

 

 

 

 

 

 

 

Escariadores con rolas para formaciones duras o rocosas

 Son recomendados como su nombre lo indica para perforar formaciones duras (rocas). Cuando la formación no puede ser perforada con escariadores convencionales u ocurre un sobretorqueamiento , este tipo de escariador acoplado con rolas (piñas) como cortadores puede ser la opción más conveniente.

La presencia de las rolas y dientes de carburo de tungsteno permite bajar el torque y mejorar la capacidad de fracturamiento y productividad del proyecto.

El proceso de rimado es progresivo y normalmente se hace con pequeños incrementos dada la condición de alta dureza descrita anteriormente.

Para tener una operación segura y garantizar una adecuada vida útil de la herramienta es importante centralizar su funcionamiento esto permitirá una distribución de cargas uniforme sobre el área de corte del escariador.

Hay varias opciones disponibles para las diferentes durezas de rocas , debe elegirse siempre el que ofrece el mejor rendimiento al más bajo costo en las condiciones de terreno presentes.

 

 

 

 

 

 

Escariadores tipo sinfín

Este es un tipo de escariador que no usa lodo en general y el proceso de escariado es intermitente. Este tipo de escariador por su diseño expulsa inicialmente los recort

es generados y luego es usado como equipo de barrido para mantener el hoyo limpio (ver infografía).

Su aplicación se reduce a formaciones estables y de baja a mediana dureza, esto es así porque el sinfín funciona como un sacacorchos.

La desventaja de este sistema es la intermitencia lo que hace que el proceso sea lento, así mismo los tramos de corte (2-3 metros) son pequeños por lo que aumenta la intermitencia, lo que puede ser amenguado si el equipo tiene un alimentador automático de barras.

Otra desventaja es que las barras están continuamente expuestas a cargas de tracción y compresión , lo que aumenta la posibilidad de fallas por esfuerzo o fatiga.