CHRISTENSEN RODER ARGENTINA SAJuan Ruiz de Alarcn 2087 (Km 28 Ruta Panamericana)B1611AMH Don Torcuato Buenos Aires ArgentinaTelfono: (011) 4727-0778 / 0792 / 0694.Web: www.christensen-roder.com.arE-mail: administracion@christensen-roder.com.arMotor de Fondo

Motor de Fondo VentajasLa tecnologa aplicada en los motores de fondo (MDF) presenta numerosas ventajas respecto a los sistemas convencionales de perforacin y tambin en limpieza de pozos, reducen a cero el dao causado en las paredes laterales del pozo, o al casing (si el pozo se encuentra entubado) cuando es sometido a golpes y/o fricciones por la perforacin o rotacin convencional, mas an cuando esta permanece en la misma profundidad o con poco avance (ROP). Los motores de fondo se utilizan en Workover para eliminar cemento e incrustaciones de carbonatos de la caera de produccin, para rotar tapones, dispositivos de cementacin, pescas o para eliminar en general cualquier tipo de obstrucciones.Son herramientas muy tiles en equipos tipo Snubbing y Coil Tubing que carecen de mesa rotary.Adems de su gran versatilidad, los MDF han permitido el avance en la tecnologa de la perforacin dirigida.Con las condiciones a favor el motor de fondo, duplica o triplica el avance en rotacin de cementos.

HistoriaEl motor de fondo, es una herramienta simple y rgida que opera a la inversa de las bombas PCP utilizadas en produccin.

A fines de los aos `20, Rene Moineau desarroll el concepto para una serie de bombas helicoidales. Una de ellas tom el nombre con el cual hoy es conocido, Progressing Cavity Pump (PCP).

La bomba PCP est constituida por dos piezas longitudinales en forma de hlice, una que gira en contacto permanente dentro de la otra que est fija, formando un engranaje helicoidal

HistoriaLa geometra del sello helicoidal formado por el rotor y el estator estn definidos por los siguientes parmetros:

D: dimetro mayor del rotor (dimetro nominal) d: dimetro de la seccin transversal del rotor E : excentricidad del rotor Pe: paso del estator (long de la cavidad = long de la etapa) Pr: paso del rotor

Componentes

Motor de Fondo - Componentes

Los motores de fondo se componen bsicamente de 3 etapas.Etapa de PotenciaEtapa de acoplePaquete de Rodamientos

Existen elementos accesorios para motores utilizados en perforacin que adems incluyen:Unin de seguridadBearing Housing, esto permite darle grados de quiebre al cuerpo del motor de fondo para realizar perforaciones direccionales.

Motor de Fondo - Etapa de PotenciaTransforma la fuerza hidrulica, (Fluido inyectado) en fuerza mecnica (Rotacin), a travs de un sistema de rotor estator. El Rotor: es una pieza metlica pulida en forma de hlice. Este se encuentra cromado para evitar el desgaste, reducir la friccin y evitar la corrosin.El estator, la parte externa est constituida por una camisa de acero revestida internamente por un elastmero de butadieno de acrilonitrilo (goma), moldeado en forma de hlice enfrentadas entre si, cuyos pasos son el doble al numero de pasos de la hlice del rotor. Existen configuraciones para obtener distintas relaciones entre potencia y vueltas.Alto-torque y bajas vueltas. Generalmente para rotar dispositivos de cementacin, tapones, incrustaciones de carbonato, etc. Bajo-torque y altas vueltas. Generalmente utilizados para rotar cemento, lavar arenas, calibrar pozos, etc.

Motor de Fondo - Etapa de PotenciaEl estator y el rotor no son concntricos y el movimiento del rotor es combinado, uno rotacional sobre su propio eje y otro rotacional (en direccin opuesta a su propio eje) alrededor el eje del estator

La geometra del conjunto es tal, que forma una serie de cavidades idnticas y separadas entre si. Cuando el rotor gira en el interior del estator estas cavidades se desplazan axialmente desde la parte superior del estator hasta la descarga, generando de esta manera un torque potencial. Debido a que las cavidades estn hidrulicamente selladas entre si, el tipo de bombeo, es de desplazamiento positivo.

Motor de Fondo - Etapa de PotenciaCONSIDERACIONESLos fluidos basados en hidrocarburos reducen la vida del estator. El grado de dao en el estator depende de la cantidad de qumicos que contenga este fluido. El dao se produce al degradar la goma, pueden incluso desvincularla de la camisa de acero exterior.

Aditivos de los fluidos de Perforacin Algunos aditivos con base en amina (compuestos qumicos orgnicos que se consideran como derivados del amoniaco), como emulsivos, inhibidores de corrosin y barredores de gases de combustin pueden causar fallas en el elastmero aunque sean en pequeas cantidades.

Salmuera o lodos de agua fresca Las salmueras o los lodos de agua fresca proveen poca lubricacin para los elastmeros y estatores del motor, lo que puede permitir que exista un desgaste abrasivo entre el rotor y el estator. Sobre todo cuando los circuitos de recorrido del fluido son cortos.

Slidos en FluidosEl fluido debe contener la menor cantidad de arena (1% o menos) u otro material que pueda erosionar el cromado del rotor.

Motor de Fondo Etapa de acopleEsta etapa convierte el movimiento excntrico del rotor a movimiento concntrico al eje de potencia.La cruceta adems debe resistir el torque en rgimen de operacin, en nuestro taller en Neuqun se estn realizando cambios en la etapa acople de motores de altas vueltas por las de los motores de alto torque, que son mas robustas y prolongan la vida del motor.

Esta etapa esta compuesto por un conjunto rodamientos. La figura presenta en forma esquemtica la configuracin del MDF, donde se observan varios paquetes de rodamientos que se encuentra prximo al Drive Shaft.Una fraccin del fluido inyectado (aproximadamente un 5%) es empleado para lubricar los rodamientos.

CONSIDERACIONES :Esta etapa es la que soporta y transmite el peso aplicado a la fresa o trepano, si el motor es golpeado contra el fondo del pozo, las bolillas de acero y/o las pistas que conforman los rodamientos sufren deformaciones permanentes, disminuyendo sensiblemente la eficiencia del motor.

Motor de Fondo - Paquete de Rodamientos

El desgaste sufrido por la cruceta y/o el paquete de rodamientos, pueden ser verificado, tomando las siguientes mediciones, y comparando con los datos suministrados por los fabricantes de motores, como por ejemplo:Motor de Fondo - Paquete de Rodamientos

Operacin

Motor de Fondo OperacinLa presin diferencial (dP) es directamente proporcional al torque requerido para hacer girar la fresa o el trpano. Generalmente, a mayor WOB, mayor torque y mayor dP. Para cierto valor de WOB, el dP supera el valor mximo y el motor deja de girar. Esto se hace evidente en superficie por un gran incremento de presin. En esta condicin, el fluido pasa directamente entre el sello del rotor y estator generando gran desgaste en el elastmero del estator y reduciendo su vida til. Si esto sucediera, se debe levantar levemente el motor hasta notar un que la presin en superficie descienda a un valor similar a la de circulacin normal. Luego contactar el fondo lentamente para evitar que el motor vuelva a detenerse.

ESTA CONDICIN DEBE SER EVITADA EN TODO MOMENTO.

Es importante tomar nota de los valores de presin sin peso peridicamente. Si se produce un incremento de presin y se mantiene con el motor fuera de fondo, podremos identificar obstrucciones en los orificios de la fresa trpano. Es importante intentar trabajar dentro del valor recomendado de presin diferencial para cada motor.

Motor de Fondo OperacinEn este grafico de triple entrada de un motor de fondo BICO 3 modelo P-150 (alto torque y bajas vueltas), se puede ver cuan importante es la presin diferencial leda en superficie para poder inferir, conociendo el caudal, el torque y la velocidad de giro de la fresa o motor de fondo.

Motor de Fondo OperacinTabla de referencia, segn dimetro y tipo de motor de fondo

FresasTrpanos

Catlogo de Fresas

Catlogo de Fresas

Trepano Cupla dentada