Significado de Drill Collar
Un Drill Collar es un componente crucial de la sarta de perforación en las operaciones de perforación, ubicado en la parte inferior de la sarta. Sirve como la parte principal del conjunto de herramientas de perforación inferior. El propósito principal del Drill Collar es proporcionar peso a la broca, asegurando que mantenga un contacto adecuado con la formación y penetre eficientemente las capas de roca. Los Drill Collars se caracterizan por su gran espesor de pared (normalmente de 38 a 53 mm, que es de 4 a 6 veces más grueso que la pared de las tuberías de perforación), alta gravedad y rigidez. Estas características juegan un papel importante en la estabilización de la sarta de perforación y el mantenimiento del peso adecuado en la broca.
Definición de Drill Collar
Un Drill Collar es un tubo de acero de pared gruesa utilizado en la industria del petróleo y el gas. Es parte de la sarta de perforación y está diseñado para proporcionar el peso y la estabilidad necesarios para el proceso de perforación. A diferencia de las tuberías de perforación, que son huecas, los Drill Collars son sólidos y pesados. Su función principal es empujar la broca hacia la formación, asegurando una penetración eficiente. Debido a su alta densidad y rigidez, los collares de perforación son esenciales para evitar que la sarta de perforación se doble y para mantener una distribución adecuada del peso.
El papel del collar de perforación en la perforación
Los collares de perforación son fundamentales para proporcionar el peso y la estabilidad necesarios durante el proceso de perforación. Su masa significativa ayuda a empujar la broca hacia la formación, lo que garantiza un corte eficaz y minimiza el rebote de la broca. Además, los collares de perforación están diseñados para soportar las duras condiciones que se encuentran durante la perforación, como altas temperaturas, altas presiones y un desgaste intenso.
Características de los collares de perforación
Gran espesor de pared: los collares de perforación suelen tener un espesor de pared de 38 a 53 mm, que es significativamente más grueso que las tuberías de perforación. Esta pared gruesa aumenta su rigidez y resistencia.
Peso pesado: la construcción sólida de los collares de perforación proporciona un peso sustancial, lo que garantiza que la broca permanezca en contacto adecuado con la formación.
Rigidez: los collares de perforación ofrecen la rigidez necesaria para evitar el pandeo o la flexión durante las operaciones de perforación profunda.
Características de la superficie: Para facilitar el proceso de perforación, la superficie exterior del collar de perforación puede estar equipada con ranuras, como ranuras para tarjetas colgantes y ranuras deslizantes, que ayudan con el manejo y posicionamiento de la herramienta en el pozo.
Tabla de tamaños de collares de perforación
Elegir el tamaño correcto de collar de perforación es esencial para optimizar la eficiencia de perforación. Un tamaño típico de collar de perforación puede variar en diámetro exterior de 2,375 pulgadas a 6 pulgadas, con un peso por pie que varía entre 60 libras y 200 libras. El tamaño y el peso correctos dependerán de la profundidad y la naturaleza del pozo que se esté perforando.
Especificaciones del collar de perforación:
|
Drill Collor Number*
|
Outside Diameter,
in.
|
Inside Diameter,
in.
|
Length,
ft
|
Approximate Weight,
lb/ft
|
Typical Bending
Strength Ratio
|
|
NC 23-31
|
3-1/8
|
1-1/4
|
30
|
22
|
2.57:1
|
|
NC 26-35 (2-3/8 IF)
|
3-1/2
|
1-1/2
|
30
|
27
|
2.42:1
|
|
NC 31-41 (2-7/8 IF)
|
4-1/8
|
2
|
30 or 31
|
34
|
2.43:1
|
|
NC 35-47
|
4-3 /4
|
2
|
30 or 31
|
47
|
2.58:1
|
|
NC 38-50 (3-1/2 IF)
|
5
|
2-1/4
|
30 or 31
|
54
|
2.38:1
|
|
NC 44-60
|
6
|
2-1/4
|
30 or 31
|
83
|
2.49:1
|
|
NC 44-60
|
6
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
76
|
2.84:1
|
|
NC 44-62
|
6-1/4
|
2-1/4
|
30 or 31
|
91
|
2.91:1
|
|
NC 46-62 (4 IF)
|
6-1/4
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
84
|
2.63:1
|
|
NC 46-65 (4 IF)
|
6-1/2
|
2-1/4
|
30 or 31
|
100
|
2.76:1
|
|
NC 46-65 (4 IF)
|
6-1/2
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
93
|
3.05:1
|
|
NC 46-67 (4 IF)
|
6-3 /4
|
2-1/4
|
30 or 31
|
109
|
3.18:1
|
|
NC 50-70 (4-1/2 IF)
|
7
|
2-1/4
|
30 or 31
|
118
|
2.54:1
|
|
NC 50-70 (4-1/2 IF)
|
7
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
111
|
2.73:1
|
|
NC 50-72 (4-1/2 IF)
|
7-1/4
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
120
|
3.12:1
|
|
NC 56-77
|
7-3 /4
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
140
|
2.70:1
|
|
NC 56-80
|
8
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
151
|
3.02:1
|
|
6-5/8 API Reg
|
8-1/4
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
162
|
2.93:1
|
|
NC 61-90
|
9
|
2-13 /16
|
30 or 31
|
196
|
3.17:1
|
|
7-5/8 API Reg
|
9-1/2
|
3
|
30 or 31
|
217
|
2.81:1
|
|
NC 70-97
|
9-3 /4
|
3
|
30 or 31
|
230
|
2.57:1
|
|
NC 70-100
|
10
|
3
|
30 or 31
|
243
|
2.81:1
|
|
8-5/8 API Reg
|
11
|
3
|
30 or 31
|
300
|
2.84:1
|
|
O.D.
|
cutting depth
|
Lead ±25.4
|
|
mm
|
in
|
A(mm)
|
B(mm)
|
mm
|
|
86
|
3.375
|
3.5±0.79
|
/
|
679
|
|
98.4
|
3.875
|
4.0±0.79
|
/
|
914
|
|
101.6～111.1
|
4～4 1/8
|
4.8±0.79
|
/
|
914
|
|
114.3～130.2
|
4 1/2～5 1/8
|
5.6±0.79
|
/
|
965
|
|
133.4～146.1
|
5 1/4～5 3/4
|
6.4±0.79
|
/
|
1067
|
|
149.2～161.9
|
5 7/8～6 3/8
|
7.1±1.59
|
/
|
1067
|
|
165.1～177.8
|
6 1/2～7
|
7.9±1.59
|
/
|
1168
|
|
181.0～200.0
|
7 1/8～7 7/8
|
8.7±1.59
|
5.6±0.79
|
1626
|
|
203.2～225.4
|
8～8 7/8
|
9.5±1.59
|
6.4±0.79
|
1727
|
|
228.6～250.8
|
9～9 7/8
|
10.3±2.37
|
7.1±1.59
|
1829
|
|
254.0～276.2
|
10～10 7/8
|
11.1±2.37
|
7.9±1.59
|
1930
|
|
279.4
|
11
|
11.9±2.37
|
8.7±1.59
|
2032
|
|
Drill collar Mechanical Performance
|
|
OD
|
Yield Strength
|
Tensile Strength σb
|
Elongation
|
Reduction of are
|
Impact
|
|
Size
|
σ0.2
|
Mpa(psi)
|
δ4%
|
%
|
Ft.1b
|
|
|
Mpa(psi)
|
|
|
|
|
|
3 1/8~6 3/4
|
≥758
|
≥827
|
≥18
|
50
|
≥50
|
|
-110,000
|
-120,000
|
|
7~10
|
≥689
|
≥758
|
≥20
|
|
-100,000
|
-110,000
|
Sreel Mark
|
Drill collar Chemical Composition %
|
|
C
|
Si
|
Mn
|
P
|
S
|
Cr
|
Mo
|
Cu
|
Al
|
|
4145H
|
0.42～0.48
|
0.15～0.35
|
0.90～1.20
|
≤0.03
|
≤0.03
|
0.90～1.20
|
0.15～0.25
|
≤0.2
|
0.025～0.045
|
|
Other Elements：N≤0.015，Ni≤0.5
|
Norma para collares de perforación: API 5DP/API Spec 7-1
Los collares de perforación son componentes cruciales en las operaciones de perforación y su calidad está regida por normas específicas de la industria, como API 5DP y API Spec 7-1.
API 5DP es una norma para tubos de perforación, que incluye especificaciones relacionadas con las propiedades mecánicas de los collares de perforación. Garantiza que los materiales utilizados en los collares de perforación sean fuertes y resistentes al desgaste y la corrosión.
API Spec 7-1 regula específicamente los collares de perforación, centrándose en la composición del material, la resistencia a la tracción, la precisión dimensional y las especificaciones de las roscas. Garantiza que los collares de perforación puedan soportar alta presión y condiciones duras, lo que proporciona durabilidad y seguridad durante las operaciones de perforación.
Ambas normas ayudan a mantener la calidad, la seguridad y la compatibilidad, lo que garantiza que los collares de perforación sean confiables y se ajusten perfectamente a la sarta de perforación para un rendimiento eficiente.
Drill Collar y HWDP
El término Drill Collar y HWDP (Heavy Weight Drill Pipe) se refiere a la combinación de Drill Collar y tubería de perforación de peso pesado. Si bien ambos sirven para agregar peso a la columna de perforación, HWDP es típicamente más liviano que Drill Collar pero aún cumple una función importante en la estabilización del conjunto de perforación. El Drill Collar y HWDP trabajan juntos para mantener la distribución adecuada del peso y garantizar que la broca funcione de manera eficiente. Estos componentes ayudan a minimizar las vibraciones de la columna de perforación y garantizan operaciones fluidas, particularmente en pozos profundos o difíciles.
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