Este documento describe diferentes tipos de ensamblajes de fondo para perforación, incluyendo ensamblajes para tumbar, construir y mantener ángulo, así como ensamblajes rotatorios, direccionales y de viaje. Explica conceptos como puntos de contacto, estabilizadores y longitud tangencial que afectan el comportamiento del ensamblaje. También proporciona ejemplos genéricos de configuraciones comunes y muestra ensamblajes específicos usados para perforar pozos marinos.

1. Diseño del Ensamblaje de
Fondo

2. Secciones de la Sarta de Perforación
1. – Fondo del ensamblaje
2. – Sección Horizontal
3. – Sección inferior de Build.
4.- Sección Tangencial
5. – Sección superior de Build
6. - Arriba de la Vertical KOP
3
5
4
KOP
6
12

3. Usar solo el 75-80% del peso disponible del BHA para el WOB para obtener
el punto neutro de tensión en la sección de las Barras
Fuerza Normal
α
DC
Peso de las Barras
Fa
Fn
Peso sobre la Barrena
Componentes de la Fuerza
Fa
Fn
WOB
torque y arrastre
axial
normal

4. Faxial = Wbuoy
Fnormal = Wbuoy x sin IN
Faxial = Wbuoy x cos IN
Fnormal = Wbuoy
Efecto de la Inclinación del Agujero
Fuerza Fricción: Ff = Fnormal x ff
Fnormal = 0
Faxial = 0

5. Efectos de la Gravedad y de la Inclinación
Sarta normal - vertical y pozos inclinados (<60°)
a 0° inclinación : fuerza axial del peso = Wbuoy
normal -------------- = 0
a 60° inclinación : axial ---------------- = 0.50 Wbuoy
normal ------------- = 0.87 Wbuoy
Sarta invertida - sobre 60° inclinación
a 90° inclinación : fuerza axial del peso = 0
normal ------------- = Wbuoy

6. Configuraciones de Sartas de
Perforación
NORMAL bit
PDM
MWD
drill collars
HWDP
drillpipe
INVERTIDO bit
PDM
MWD
drillpipe
HWDP
drill collars
HWDP
drillpipe

7. Tipos de Ensamblaje Rotarios Básicos
• Ensamblaje para tumbar (Pendular)
• Ensamblaje para construir (Semi-Empacado)
• Ensamblaje para mantener (Empacado)

8. Ensamblaje Liso para Tumbar
Angulo.
Para incrementar la tasa de caída :
• Incrementar la rigidez.
• Incrementar la relación Barrena/barras
• Incrementar el peso de las Barras
• Disminuir el WOB
• Incrementar las RPM de la rotaria.
Contacto con el agujero
Longitud tangencial
Fuerza lateral negativa

9. Principio del Ensamblaje
Pendular
El ensamblaje pendular tumba el ángulo como un
péndulo crea fuerzas laterales negativas.
Fs = Wc x BF x TL x sin IN
Fs Fuerza lateral en la barrena (lbs)
Wc Peso debajo del punto tangencial (lbs/ft)
TL Longitud del péndulo (ft)
IN Inclinación al punto tangencial (deg)
BF Factor de flotabilidad (-)
Fs
Punto tangencial

10. Ensamblaje Genérico para Tumbar Angulo
(Pendular)
• Barrena
• Barras, 30-90ft
• Estabilizador, full gauge
• Barras, 30ft
• Estabilizador, full gauge
• Barras,90ft
• Tubería pesada de perforación, 90ft min.
• Tubería de perforación

11. Principio del FullCrum
(semi empacada)
• El Fullcrum usa un estabilizador cerca de la barrena.
• WOB (si es suficiente ) causará a las barras del fondo
un pandeo
• En agujeros con inc. > 5°, el DC se doblara hacia el lado
bajo del agujero.
• Este doble causara a la barrena ejercer una fuerza
lateral contra el lado alto del agujero, resultando en una
construcción de ángulo con el progreso de la
perforación.
WOB

12. Ensamblaje Genérico para Construir Angulo
(Semi-empacada)
• Barrena
• Porta barrena estabilizado, full gauge
• Barras, 30-90ft
• Estabilizador, full gauge
• Barras, 30-60ft
• Estabilizador, full gauge
• Barras,90ft
• Tubería pesada de perforación, 90ft min.
• Tubería de perforación
a b

13. Ensamblaje Agujero Empacado
•El ensamblaje empacado es usado para mantener el
ángulo o de construcción/caída a una tasa suave.
•3 o mas son ubicados en puntos específicos para
controlar la deflexión de las Barras de la sarta.
•Incrementa la rigidez de las Barras reduce o elimina la
inclinación en la barrena.

14. Ensamblaje Genérico Packed Hole
• Barrena
• Porta barrena, estabilizado, full gauge
• Barra corta, 6-20ft
• Estabilizador, full gauge
• Barra, 30ft
• Estabilizador, full gauge
• Barra,90ft
• Tubería pesada de perforación, 90ft min.
• Tubería de perforación

15. Sumario – configuraciones típicas
30 – 90 ft
9 – 27 m
30 ft
9 m
Tumbar Pendular
30 – 90 ft
9 – 27 m
30 ft
9 m
as close as
possible
Construir Semi-Empacada
30 - 60 ft
9 - 18 m
30 ft
9 m
5-20 ft
1.5 – 6 m
Mantener Empacada

16. Ensamblajes direccionales
• Ensamblaje tradicional :
» Motor recto o turbina con bent subs
• Ensamblajes direccionales :
» motor o turbines con bent housing
– Estabilizada
– Lisa

17. Tradicional
Motor de Lodo Recto / Bent Sub
• BHA Convencional (recto) con motor (turbina) BHA
• Para orientarse usa singleshot
• La curvatura es más lisa
• Debe realizarse un viaje cuando se alcanza el EOB o
ajuste final.
• El BHA no debe ser rotado.

18. Ensamblaje direccional
con
Bent Housing en el Motor
• Estabilizador, bend y la barrena proporcionan
3 puntos de contacto.
• El ensamblaje liso no puede ser analizado
correctamente, el comportamiento es sensible
al WOB.
• Es posible deslizar y rotar.
• Bend puede ser ajustado en sitio.
• El agujero es mas tortuoso.

19. Ensamblaje Direccional Liso Genérico
• Bit.
• Motor de lodo con bent housing, sin el estabilizador.
• Barras, o MWD, 30-40ft.
• Barras, 90ft.
• Tubería pesada de perforación 30-90ft.
• Tubería de perforación.

20. Ensamblaje Direccional Estabilizado Genérico
• Barrena.
• Motor de lodo con bent housing, con/ estabilizador de
manga , 1/16-1/4” bajo gauge.
• Estabilizador en el tope del Motor, 1/8-1/2” bajo gauge.
• Barras, o MWD, 30-40ft.
• Estabilizador, full gauge to ½” undergauge.
• Barras, 90ft.
• Tubería pesada de perforación 30-90ft.
• Tubería de perforación.

21. Ensamblaje con Doble Bend
• Incrementa capacidad de dogleg
• Si se usa el bent sub, la conexión
debe ser convencional separada del
motor para alinear apropiadamente
el toolface.

22. Ensamblaje direccional con motor y
Offset Pad
• Incrementa la capacidad de dogleg con el mismo ángulo del
bend.
• El comportamiento es sensible al WOB.
• Mejora del desempeño deslizando (no se traba).
• La rotación es limitada para bajos ángulos del bend.
Pad debe ser alineado con el lado bajo

23. Alineación del Kick Pad
HS PAD
LS PAD
La alineación correcta a HS y al LS es crítica.
Punto de contacto

24. Ejemplos de Ensamblajes de fondos
• 12-1/4” Ensamblaje rotatorio
• 12-1/4” Ensamblaje direccional
• 12-1/4” Ensamblaje para viaje de limpieza
• 8-1/2” Ensamblaje direccional
• 8-1/2” Ensamblaje para viaje de limpieza
Nota : Estos ensamblajes son normalmente usados para perforar en el
mar del norte pozos direccionales.

25. 12 1/4" rotary assembly (RHX1214)
12 1/4" Bit
12 1/4" Integral Blade Near-bit Stabilizer
8" Short Drill Collar
12 1/4" Integral Blade String Stabilizer
8" Non-magnetic Drill Collar (for ESS)
12 1/4" Integral Blade String Stabilizer
8" Drill Collar, 2-4 jts
8" HMD Drilling Jar
8" Drill Collar, 2 jts
Crossover Sub
5" Hevi-Wate Drill Pipe, 3-15 jts
5" Drill Pipe

26. 12 1/4" steerable assembly (SXX1214)
12 1/4" Bit
Crossover Sub
9 5/8" SPERRY-DRILL Mud Motor w/12” sleeve stabilizer
11 3/4" Integral Blade Stabilizer
8" Non-magnetic Hang-off Collar for DWD
12 " Integral Blade String Stabilizer
8" Drill Collar, 2-4 jts
8" HMD Drilling Jar
8" Drill Collar, 2 jts
Crossover Sub
5" Hevi-Wate Drill Pipe, 3-15 jts
5" Drill Pipe

27. 12 1/4" wiper trip assembly ( RWX1214)
12 1/4" Bit (milled tooth)
12 1/4" Integral Blade Near-bit Stabilizer
8" Non-magnetic Drill Collar (for ESS)
12 1/4" Integral Blade String Stabilizer
8" Drill Collar, 2-4 jts
8" HMD Drilling Jar
8" Drill Collar, 2 jts
Crossover Sub
5" Hevi-Wate Drill Pipe, 3-15 jts
5" Drill Pipe

28. 8 1/2" steerable assembly (SXX0812)
8 1/2" Bit
6 3/4" SPERRY-DRILL Mud Motor w/ 8-1/8” sleeve
stabilizer
8 1/4" Integral Blade String Stabilizer
6 1/2" Non-magnetic Drill Collar, 1 jt
6 1/2" Non-magnetic Hang-off Sub - DWD
8 1/4" Integral Blade String Stabilizer
6 1/2" Drill Collar, 4 jts
6 1/2" HMD Drilling Jar
6 1/2" Drill Collar, 1 jt
5" Hevi-Wate Drill Pipe, 3-10 jts
5" Drill Pipe
Note
The above steerable assembly would be modified as hole angle
increases, in order to keep the drill collars and the jar inside the 9 5/8"
casing when drilling in the horizontal section. Drill pipe and Hevi-Wate
drill pipe would be used in the open hole as push-pipes.

29. 8 1/2" wiper assembly (RWX 0812)
8 1/2" Bit
8 1/2" Integral Blade Near-bit Stabilizer
6 1/2" Non-magnetic Drill Collar, 1 jt (for
ESS)
8 1/2" Integral Blade String Stabilizer
6 1/2" Drill Collar, 1 jt
5" Hevi-Wate Drill Pipe, 3 jts
5" Drill Pipe, 1000m
5" Hevi-Wate Drill Pipe, 2 jts
6 1/2" HMD Drilling Jar
5" Hevi-Wate Drill Pipe, 1-8 jts
5" Drill Pipe

30. Referencias
• API Spec 5D
Specification for Drill Pipe
• API Spec 7
Specification for Rotary Drill Stem Elements
• Std DS-1 (TH Hill Associates, DEA Project #74)
Drill Stem Design and Inspection
• API Rp 7G
Recommended Practice for Drill Stem Design and Operating
Limits
• PLANIT program modules : BHA Analysis, TDRAG