RESUMENLos sistemas rotarios de perforación utilizan brocas PDC1 para perforar pozos profundos con el fin de ex plorar y extraer crudo a la superficie. Estos sistemas usualmente sufren fenómenos vibratorios severos que pueden producir fallas en las herramientas de perforación. De manera específica, las vibraciones torsionales en su condición más crítica, conocida como Stick-Sllp, pueden generar delaminación y/o desprendimiento de los cortadores de la broca. El presente artículo, presenta una metodología para medir los esfuerzos mecánicos presentes como con secuencia de los fenómenos vibratorios de torsión. Adicionalmente, se hace un análisis cualitativo del comportamiento de las herramientas de perforación bajo condiciones de Stick-Slip. Al final, se evidencia la sobrecarga de esfuerzos como consecuencia del fenómeno vibratorio estudiado y se presentan los va lores de parámetros aproximados para la operación de la broca sin daños considerables.Palabras clave: Broca PDC, Vibración torsional, Modelamiento con Elementos Finitos, Stick-Slip.
Aceptado: 6 de noviembre de 2015
ABSTRACTRotary drilling systems use PDC cutters in bits to drill deep wells in order to explore and extract oil to the surface. These systems usually suffers severe vibra tion phenomena that can lead to failures in drilling tools. Specifically, the torsional vibrations In the most critical condition, known as Stick-Slip, can generate delamination of the bit's cutters. This article presents a methodology for measuring the mechanical stres ses present as a result of torsional vibration pheno mena. Additionally, a qualitative analysis of the be havior of drilling tools under conditions of stick-si Ip Is presented. Finally. The stress overload as a result of Stick-Slip Is evidenced and approximate values for the operating parameters for drilling without signifi cant damage in drilling tools are presented.
En este artículo se exponen los resultados obtenidos mediante una metodología para calcular la relación entre la energía mecánica específica en superficie (MSEs) con la energía mecánica específica en fondo (MSEf) mediante el método de elementos finitos. Se utilizó un modelo CAD de una broca PDC y un modelo de roca homogénea, lineal e ¡sotrópica. Fueron considerados datos de perforación que sugerían fenómenos vibratorios.
Se utilizó la energía de deformación como magnitud análoga a la MSE y se concluyó que la variación entre MSEs y MSEf se ve reflejada en la deformación adicional en los cortadores y cuerpo de la broca. Se halló que la relación entre la energía MSEs y MSEf es de tipo lineal directa bajo las condiciones de contorno asumidas. Finalmente se evaluó la eficiencia mecánica en la perforación del campo de estudio.
ResumenEn este artículo se presenta la simulación de la pérdida de transmisión acústica y la contrapresión de silenciadores vehiculares por medio del método de los elementos finitos. Las dos variables mencionadas son inversamente proporcionales entre sí, razón por la que se busca su equilibrio en el diseño de silenciadores, para lograr que la pérdida de transmisión acústica sea alta y la caída de presión sea baja. Los cálculos fueron obtenidos mediante el uso de los programas informáticos ANSYS APDL y Siemens NX Flow. Los resultados de las simulaciones fueron comparados y validados con los experimentos y las soluciones numéricas presentados por otros autores.
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