Clasificación de las Mechas / Brocas Tipo PDC

La
clasificación de brocas permite una selección y uso eficientes del
diamante policristalino compacto (PDC) y la broca de diamante.

El sistema de clasificación actualmente en uso fue desarrollado por la
Asociación Internacional de Contratistas de Perforación (IADC).

 
Los
códigos de clasificación de IADC para cada mecha se generan al colocar el
estilo de ésta en la categoría que mejor la describa, de modo que los
tipos de brocas similares se agrupen en una sola categoría.
El
sistema deja una latitud bastante amplia para la interpretación y no es
tan preciso ni útil como el Sistema de clasificación IADC para mechas de
cono de rodillo.


 
Sistema de clasificación de brocas de cortadores fijo.

El sistema está compuesto por cuatro caracteres que designan:

  • Material del Cuerpo
  • Densidad de corte.
  • Tamaño o tipo de cortador.
  • Perfil de la Mecha


No considera las características hidráulicas incorporadas en una mecha y
no intenta dar una descripción detallada del estilo del cuerpo más allá
de la clasificación básica de la longitud total de la cara de corte de
la broca.

Los diseños especiales que incorporan uso no convencional y densidades
de cortadores de calibre no se consideran para la clasificación.

 

Material del cuerpo de la broca


El primer dígito en la Clasificación de Brocas de Cortador Fijo de la
IADC describe el material a partir del cual se construye el cuerpo de la
broca: M o S para la construcción de la matriz o el cuerpo de acero,
respectivamente.

 

Densidad del cortador

El segundo carácter de clasificación IADC es un dígito que representa la densidad de los elementos de corte.
Las densidades para el cortador de PDC y los trepanos de diamante de ajuste
de superficie se describen por separado mediante el uso de los números 1
a 4 para los bits de PDC y de 6 a 8 para los bits de diamante de ajuste
de superficie.
Los números 0, 5 y 9 no están definidos.

Específicamente, para los bits de PDC, la clasificación de densidad se relaciona con el recuento del cortador; para brocas de superficie, se relaciona con el tamaño del diamante.
Debido a que las densidades de cuchillas más pesadas generalmente
corresponden a aplicaciones de perforación más duras, el dígito de
clasificación de densidad implica un aspecto de aplicaciones a medida
que aumenta.

  • Densidad de corte de mechas PDC.
    La densidad del cortador de las mechas PDC representa el recuento total del
    cortador, que generalmente incluye el recuento del cortador de calibre.
    Una designación de 1 representa una densidad de cortador de luz; 4 representa una densidad pesada. Dentro de las reglas de clasificación, una densidad de 1 se refiere a ≤ 30 cortadores; una densidad de 2 se refiere a 30 a 40; la densidad 3 indica 40 a 50; y la densidad 4 se refiere a ≥ 50 cortadores.


Los fabricantes clasifican sus brocas de PDC dentro de estas cuatro
categorías numéricas, según los criterios internos del fabricante para
la densidad del cortador.
Las brocas que están “en el límite” se colocan en una categoría de mayor o menor densidad, según la preferencia del fabricante.

  • Densidad de broca de diamante de superficie. La densidad del diamante de la superficie, en números del 6 al 8, clasifica las variaciones en el tamaño del material de corte. El número 6 representa tamaños de diamante> 3 piedras por quilate; 7 representa tamaños de diamante de 3 a 7 piedras por quilate; y 8 representa tamaños de diamante <7 piedras por quilate. Por lo tanto, el tamaño del diamante se vuelve más pequeño a medida que aumenta la clasificación de densidad.
    Esto generalmente corresponde a lo que se esperaría en los diseños de
    brocas de superficie destinados a formaciones más duras o más abrasivas.

 

Tamaño o tipo de cortador

El tercer carácter en la clasificación IADC designa el “tamaño” o “tipo” de cortador. Esto difiere nuevamente para los pedacitos de diamante de PDC y de superficie. Para los trepanos de cortador PDC, el tercer carácter es un dígito que representa el tamaño del cortador:

  • 1 indica cortadores PDC> 24 mm de diámetro.
  • 2 representa fresas de 14 a 24 mm de diámetro.
  • 3 indica cortadores PDC <14 pero> 8 mm.
  • 4 se utiliza para fresas de <8 mm.

Para mechas de conjunto de superficie, el tercer carácter representa el tipo de diamante:

  • 1 indica diamantes naturales.
  • 2 se refiere al material de TSP.
  • 3 representa combinaciones tales como materiales mixtos de diamante y TSP.
  • 4 indicando brocas de diamante impregnadas.

 

Perfil de la Mecha

El carácter final (cuarto) describe la apariencia básica de la broca según la longitud total de la cara de corte. Los bits PDC tipo “cola de pescado” son una excepción como bits;
para este tipo de broca, se piensa que la capacidad de limpiar en
formaciones suaves de perforación rápida es una característica del
cuerpo más importante que el perfil.
El número 1 representa las brocas de cola de pescado PDC y las brocas TSP “planas” y de diamante natural;
2, 3 y 4 indican perfiles de mecha cada vez más largos de ambos tipos (un
bit PDC prácticamente plano se identificaría con 2, mientras que un trépano de “estilo de turbina” de flanco largo se clasificaría como 4).

En lugar de desarrollar una fórmula que relacione la longitud total de
la cara de la mecha (profundidad) con el diámetro de la misma, cada fabricante
clasifica sus propios perfiles de producto utilizando estas reglas.

 

Clasificación IADC para Evaluación de Mechas

El IADC, junto con SPE, ha establecido un método sistemático para la comunicación de fallas de mechas.
La intención del sistema es facilitar y acelerar el desarrollo
operativo y del producto basado en el registro preciso de las
experiencias de mechas.
Este sistema se llama calificación Básica (Bit Dull Grading).
El protocolo de clasificación de capas de la IADC evalúa ocho áreas para las brocas de
cono de rodillos o siete para mechas de PDC, proporciona un mecanismo para
evaluar sistemáticamente las razones para la eliminación de una broca del
servicio y establece un método uniforme para la presentación de
informes.

 

En parte debido a los análisis, los procesos de diseño de
mechas y las eficiencias operativas del producto evolucionan rápidamente.

Los ingenieros identifican las características de diseño exitosas que
se pueden volver a aplicar y las que no tienen éxito que deben
corregirse o abandonarse;
las unidades de fabricación reciben retroalimentación sobre la calidad del producto;
el personal de ventas migra los aumentos de rendimiento y evita la
duplicación de errores entre aplicaciones similares, y así
sucesivamente.
Todos los fabricantes de bits requieren la recopilación de información aburrida para cada trepano corrido.
 

La clasificación de desgaste de IADC está estrechamente asociada con sus
sistemas de clasificación de mechas, y los formatos generales para la
clasificación de la broca de corte fijo y la broca de cono de
rodillo son similares.
Hay diferencias importantes que deben tenerse en cuenta y los dos enfoques no son intercambiables.
A continuación se explica la Clasificación de IADC y señala
las diferencias entre las reglas de mechas de diamante / PDC y de cono de
rodillo.

Sistema de clasificación básica de IADC

Las evaluaciones de calificaciones aburridas de IADC se dividen en cuatro categorías generales de desgaste:

  • Estructura de corte (T).
  • Rodamientos y juntas (B).
  • Calibre (G).
  • Observaciones.

Estas y sus subcategorías se describen en la Fig. 1 .


Fig. 1 — Categorías de calificaciones  IADC.

Clasificación de desgaste de la estructura de corte (T)


Para propósitos de clasificación aburrida, las estructuras de corte se
subdividen en cuatro subcategorías: filas internas, filas externas,
característica principal aburrida de la estructura de corte y ubicación
en la cara de la broca donde ocurre la característica aburrida
principal.
La figura 2 ilustra el sistema de clasificación aburrido.


IMAGEN ORIGINAL AQUÍ pdc2.png
Fig. 2 — Sistema de clasificación  IADC.

  • Evaluación de la estructura de corte de cono de rodillo.
    La clasificación  comienza con la evaluación del desgaste en
    las filas internas de los insertos / dientes (es decir, con los
    elementos de corte que no tocan la pared del orificio del orificio).

    La clasificación implica la medición de la reducción de la estructura
    de la hilera interna combinada causada por la pérdida, el desgaste y / o
    la rotura con el método de medición descrito anteriormente.
    Las filas externas de insertos / dientes son las que tocan la pared del orificio del orificio.
    La clasificación implica la medición de la reducción combinada de los
    dientes de la hilera externa / estructura de inserción causada por
    pérdida, desgaste y / o rotura con el método de medición descrito
    anteriormente.
  • Cortador de cono de rodillo o medida de inserción de inserto / diente.
    La medición de la condición de la estructura de corte del cono de
    rodillo requiere la evaluación del estado de desgaste del inserto y el
    diente de la broca.

    El desgaste se informa mediante el uso de una escala de desgaste de
    ocho incrementos en la que el desgaste no se representa con “0” y el
    desgaste total (100%) se representa con “8” 
  • Evaluación de desgaste del cortador de bits PDC.
    El desgaste del cortador se clasifica con una escala de 0 a 8 en la que
    0 representa sin desgaste y 8 indica que no queda superficie de corte
    utilizable ( Fig. 4 ).

    El desgaste del cortador PDC se mide en la mesa de diamantes,
    independientemente de la forma, el tamaño, el tipo o la exposición del
    cortador.
    La ubicación del desgaste del cortador se clasifica como los dos tercios internos o el tercio externo del radio de la broca ( Fig. 5 ).



Fig.  4: convención de desgaste del cortador (cero es sin desgaste). 
Fig. 5: designación del cuerpo interno / externo para PDC y brocas impregnadas.

  • Medición de desgaste del cortador de hileras de interior y exterior de broca PDC.
    Tanto para PDC como para brocas de diamante de ajuste de superficie, se
    asigna un valor al desgaste del cortador con el método descrito
    anteriormente.
    Para obtener el desgaste promedio de las filas interiores de cortadores que se muestran en la Fig. 5
    , los seis cortadores incluidos deben clasificarse individualmente,
    sumarse como un grupo y promediarse para obtener el grado de desgaste de
    la fila interior (a + b + c + d + e + f) / 6.
    Este análisis se repite para cada hoja, y los resultados de la hoja se suman y promedian para el resultado final.
    Se realiza un análisis similar para los siete cortadores utilizados en
    las filas de bits exteriores, y los dos resultados se registran en los
    dos primeros espacios de la forma de clasificación aburrida.
  • Característica opaca (D).
    La característica de la estructura de corte es la
    característica observada que tiene más probabilidades de limitar el uso
    adicional de la broca en la aplicación prevista.
    Se utiliza un código de dos letras para indicar las principales características opacas de la estructura de corte.


La característica principal del cortador sin filo, la tercera
subcategoría de la estructura de corte, se registra en el tercer espacio
del registro de calificación aburrido.

(Tenga en cuenta que la séptima categoría de clasificación señala la
estructura no cortante u “otras” características opacas que un bit
podría exhibir.) La categoría 3 define solo el desgaste del cortador
primario, mientras que la categoría 7 puede usarse para describir el
desgaste de la estructura de corte secundaria o las características de
desgaste que se relacionan con la broca como un todo y no tienen
relación con la estructura de corte.

Los códigos de calificación para la otra categoría de características
aburridas son los mismos que los enumerados anteriormente.

  • Rolling-Cone Bit Dull Location (L).
    Se utiliza un código de dos letras para indicar la ubicación del
    desgaste o falla que requirió la eliminación de la broca del servicio.
    Estos códigos se enumeran en la Fig. 2
  • Ubicación de la estructura de corte de mechas PDC.
    El último de los grados de desgaste relacionados con la estructura de
    corte, ubicación del desgaste, indica la ubicación de la característica
    de desgaste principal.

    Las ubicaciones posibles incluyen el cono (C), la nariz (N), el cono
    (T), el hombro (S), el calibre (G), todas las áreas (A), la fila central
    (M) y la fila del talón (H).
    Las calificaciones de ubicación se informan en el cuarto espacio en la forma de calificación aburrida.

 

Criterios de rodamiento y sello (B) (no se utilizan para brocas PDC)


IADC proporciona varios protocolos para estimar el desgaste de los
cojinetes y sellos en conjuntos de cojinetes sellados y no sellados.
La clasificación de los sellos y rodamientos se aplica solo a las brocas de cono de rodillo. Siempre está marcado “X” para los bits PDC.

  • Estimación del desgaste en rodamientos no sellados. Para rodamientos no sellados, el desgaste se estima en una escala lineal de 0 a 8: 0 es nuevo, 8 es 100% gastado.
  • Estimación del desgaste en rodamientos sellados. En la Tabla 1 se proporciona una lista de verificación para la condición del sistema de sello y rodamiento. El protocolo de calificación es el siguiente: 
  •  
    Tabla 1-Lista de verificación de la evaluación del sello / rodamiento

  • Si no se encuentran problemas con el sello, use el código de clasificación E.
  • Si alguno de los componentes del ensamblaje ha fallado, use el código de calificación F.
  • Si alguna parte del rodamiento está expuesta o falta, se considera un conjunto ineficaz; De nuevo, use el código de calificación F.
  • Use el código de clasificación N si no es posible determinar la condición del sello y del rodamiento.
  • Califique cada sello y conjunto de cojinete de forma secuencial por número de cono. Si califica todos los ensamblajes como uno solo, reporte el peor de los casos.

 

Evaluación del calibre (G)


La categoría de calibre del Sistema de Clasificación de Desgaste de Brocas  se usa para informar una condición de bajo calibre para los
elementos de corte destinados a tocar la pared del orificio del agujero.
Solo para brocas de diamante y PDC, el calibre se mide con un calibre de anillo especificado por API. (No se han emitido las especificaciones API para calibres de anillo para brocas de cono de rodillo).

  • Clasificación de medidor  de cono de rodillo. Para las mechas tricónicas, la “regla de los dos tercios” se aplica a la medición de la condición del calibre.
    La cantidad fuera de medida, medida por el indicador de anillo, se
    multiplica por dos tercios para dar la condición de medición real.


Para brocas de dos conos, el calibre es la distancia medida desde el
calibre o los elementos del talón, lo que esté más cerca del calibre.

Las mediciones se toman en el calibrador o en los elementos de corte del talón, el que esté más cerca del calibrador ( Fig. 6 ). Se reportan incrementos de bajo calibre de 1/16 pulg.
Si un bit es de 1/16 pulg. Debajo del medidor, el informe del medidor
es 1. Si un bit está de 1/8 pulg. (2/16 pulg.) Del medidor, el medidor
es 2. Si un bit es de 3 3 16 pulg. .medio indicador, el informe del
indicador es 3, y así sucesivamente.
Redondee al 1 ∕ 16 pulg. Más cercano. Las reglas del calibre se aplican solo a los elementos de la estructura de corte.

  •  

    Fig. 6 — Medición fuera de calibre.

     

  • Clasificación de calibre de mechas PDC. Para brocas de diamante y PDC, el calibre se mide con un calibre de anillo nominal. El uso de un código “IN” indica que la mecha permanece en el indicador. Se reportan incrementos de medidor de ∕ 161 pulg.
    Si un trépano es 1 ∕ 16 in el informe del medidor es 1.   Si un bit
    está 1 ∕ 8 pulg. (2∕16 in.) Bajo el medidor, el medidor es 2, y así
    sucesivamente.
    Redondee al 1 ∕ 16 pulg. Más cercano. Las reglas del calibre se aplican solo a los elementos de la estructura de corte. Las medidas se toman en los elementos de corte de calibre.

Cono de rodillo y comentarios de bits de PDC


La categoría “comentarios” permite la explicación de las
características de desgaste que no se ajustan correctamente a otras
categorías y es la categoría en la que se registra la razón por la que
se eliminó un bit del servicio.

  • Roller-Cone Bit Otras características opacas (O).
    Las características de desgaste se pueden usar para informar
    características distintas de las reportadas bajo las de la estructura de corte (D).
    La evidencia de desgaste secundario de la broca se presenta en la séptima categoría de calificación.
    Dicha evidencia podría estar relacionada con el desgaste de la
    estructura de corte, como se registra en el tercer espacio, o puede
    reportar desgaste identificable, como la erosión, para la broca en su
    conjunto.
    La característica de desgaste secundaria a menudo identifica la causa de la característica anotada en el tercer espacio.
  • Roller-Cone y PDC Razón de Sacada (R). La octava categoría de calificación informa la razón por la que se extrajo la mecha.

via Blogger http://bit.ly/2KvNEQG Equipos y Herramientas de Perforacion, HIDRAULICA, Ingenieria de Perforaciòn, Mechas de Perforación, Operaciones

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