1. Brocas triconicas
Identificarel producto
a) Funcióndel producto.
Es la herramientade corte localizadaenel extremoinferiorde lasartadeperforaciónyse
utilizaparatriturar y/ocortar las formacionesdel subsuelodurante el procesode perforación.
b) Características generalesdelproducto
El cuerpode la broca consiste de unaconexiónde roscacon la cual sesujetalabroca de la
tubería,losconos estánmontadossobre unoscojinetes,el lubricante paraestoscojinetesylos
sitiospordonde pasademaneracontinuael fluidode perforaciónconel propósitode limpiarel
fondodel huecode losrecortesproducidosporlaoperaciónde perforación.Unode los
propósitosde laformadel cuerpode la broca es para que elfluidode perforaciónllegue de
formadirectadonde este hará máseficientementesutrabajode limpieza.Muchosde los
diferentestiposde brocastriconicasutilizanjetsenlapartesuperiorentre losconospara
limpiarlosdirectamenteDurante laperforación,lasbrocasfuncionanbajounprincipio
esencial:vencerlosesfuerzosde corte yde compresiónde laroca. Para cumplirestepropósito
losdientesde labroca,en el caso de la tricónica,debenincrustarseenlaformacióny
posteriormente cortarlacuandose desplazadentrode lamisma.Enel tipoPDC el procesose
cumple mediante elcizallamientogeneradoporloscortadoresde labroca que vencen
laresistenciade laformación.Porestarazónse distinguendostiposfundamentalesde brocas:
de dientesyde arrastre.El trabajode labroca dependerádel tipoycaracterísticasde la roca
que sedeseacortar,principalmenteenfunciónde ladureza,factorque resultaimportante para
clasificarlasbrocas.
c) Identificarlosprincipalescomponentesdel producto
Existen2 tiposde brocas triconicasde acuerdoa al estructurade corte:De insertosde carburo
de tungsteno.De dientesacero.A continuaciónmostramosaambasy losprincipales
componentesdeestas

2. Las brocas estánformadaspor tresconos cortadoresque giransobre supropioeje.Varíande
acuerdocon la estructurade corte,puedentenerdientesde acerofresadosode insertosde
carburo de tungstenoycambiarenfunciónde susistemade rodamiento.Lasbrocastricónicas
constandetrescomponentes:
La estructura de corte o conos.
Cojinetes.
Cuerpode la broca.
d) Elaborar losbosquejosylosplanosde cada componente del producto

3. En las dosgraficassiguientesse muestracomoel espacioentre losconosesunfactor
muyimportante,enladeterminaciónde labrocay depende del tipode formaciónaperforar.

5. e) Identificarlafunciónde cadacomponente del producto
La Estructurade Corte o Conos
Las brocas tricónicasempleandostiposde estructurade corte:Dientesde Acero(ST):Se
fabricana partir de piezasforjadasde aleacióndeacero conníquel,molibdenoycromo.Las
brocas con dientesde acerosonlasmáseconómicas;cuandose usanapropiadamente pueden
perforarpor variashorasyse diseñanparatrabajar enformacionesblandas,mediasyduras.
DientesconInsertosde Carburode Tungsteno(TCI):Enestasbrocasel fabricanteintroduce
insertosdurosde Carburode Tungstenoaplicandopresiónenhuecosperforadosenel conode
la broca. Sutiempode vidaútil esmayordebidoa que elCarburode Tungstenoesmás
resistente al desgastedurante laperforaciónque elacero.Este tipoperforadesdeformaciones
blandas,medianas,hastamuyduras.Engeneral,laestructurade corte estámontadasobre los
cojinetes,que rotansobre pernosyconstituyenunaparte fundamentaldel cuerpode labroca.
Cojinetes
Permitenalosconosgirar alrededordel cuerpode labroca.Seclasificanendostipos
principales:Cojinete arodillos:posicionadosde tal formaque soportenlacargaradial.Cojinete
a fricción(journal):esunpernosólidounidoalasuperficie internadel conoque se convierte en
el principal elementodelcojineteque soportalacarga radial.
Cuerpode una Broca
Uno de lospropósitosdel cuerpode labrocaes dirigirel fluidodeperforaciónparalograruna
limpiezamásefectivaenel fondodel pozo.Anteriormente,los
orificiosenel cuerpoestabanubicadosparadirigirel fluidode perforacióndeformatal que
limpiabanlosconosde labroca. En la actualidad,lamayoríade lasbrocassondel tipoa chorro,
donde el fluidoapuntahaciael fondodel pozo

6. .
El Cuerpode la Tricónicaconsiste de:
Una conexiónroscadaque une labroca con la tuberíade perforación.
Tresejesparalos cojinetesendonde vanmontadoslosconos.
Losdepósitosque contienenel lubricante paraloscojinetes.
Losorificiosatravésde loscualesel fluidode perforaciónlimpiaytransportadel fondolos
recortes.
La siguientefiguramuestralaspartesconstitutivasde unabrocatricónica.
f) Característicasque debe poseercadacomponente.
La AsociaciónInternacional de Contratistasde Perforación(IADC) hadesarrolladounsistema
estandarizadoparaclasificarlasbrocastricónicasyevitarque existaconfusiónentre lostipos
de brocas equivalentesenrelaciónconlosdistintosfabricantes.Paraeste propósitose creóel
sistema(códigoIADC) de clasificaciónde tresdígitos,que se explicaenlasiguientetabla:

7. A continuacionunesquemaendodne muestrael espectroparalaaplicaciónde lasbarrenos

8. 2) Identificarlosfactoresque influyenenlavidadelmaterial, de cadaunode loscomponentes
del producto.
a)Condicionesde estabilidadestructural (cargasoesfuerzosquesoporta)
Dependiendodel tipode rocaendonde se lleve acabola perforaciónsedebe aplicarun
adecuadopull downbalanceadoconlarotaciónde acuerdoal tipode roca. Generalmente se
recomiendalossiguientespull down.
Ø 6 ¾pulg.→ 5,500 lb/pulg.
Ø 9 7/8 pulg.→ 6,500 lb/pulg.
Ø 12 ¼ pulg.→ 7,200 lb/pulg
Pull down=e = energíaespecificaA =área del taladro(pies2)R=rango de penetración
(pie/min)P=presión(PSI)Losrangosde rotaciónmáscomunesenperforaciónrotativaen
mineríasuperficialsonlossiguientes
De 60-90 RPMpara rocas compactas
De 90 RMP para rocas suaves
b) Influenciadel medioambiente
El factor másimportante parala selecciónyoperaciónde unabarrenaeselconocimientode la
geologíadel sitioque se vaa perforar;esdecirlaspropiedadesfísicasde laformación,entre las
que se puedenmencionar:
Abrasividad
. La composiciónde materialesabrasivosenlaconstitución de laroca(piritapedernal,
magnetita,etc.) sonlacausa del desgaste prematuroentodalaestructurade unabarrena;el
calibre esel parámetromás afectado.
Resistenciaespecíficade laroca.
Está relacionadaconla litologíayloseventosgeológicosque se hayanexperimentado.Existen
rocas que fueronconfinadasagran profundidadyque posteriormente quedaron
aprofundidadessomerasdebidoalevantamientostectónicos.Porestosonmáscompactasque
lasde tipossimilares,peroque nohancambiadodeprofundidad.Laresistenciaespecíficade la
roca tambiéndepende de lacementaciónde losgranos,formaytamaño.

9. c) Influenciade lascondicionesdelservicio
Las condicionesde serviciovanestarde acuerdocon la geologíaporatravesar ycon la
geometríadel agujero.Puedensermodificadosenelcampoenfuncióndel desempeño
observado.A continuaciónalgunoscondicionesde servicioasícomolasconsecuenciasde un
inadecuadacondiciónde lamisma
Pesosobre barrena.
A medidaque labarrenaperfora,losdientesocortadoresse desgastan,porloque
generalmente se le aplicacadavezmáspeso.Éste esrecibidoporlosconoso por lacara de la
barrena.Esteaumentode pesopuede hacersehastalograrse unritmode
penetraciónaceptable ohastallegaral límite prescritoenlasrecomendacionesdeoperaciónde
la barrena;encaso contrario labarrena,de conoso dediamante,tendráundesgaste
prematuro
Velocidadde rotación.
La velocidadde rotaciónsuele expresarse coneltérmino
“RPM”, o sea RevolucionesPorMinuto.Laalta velo
cidadde rotación,porsísola,no limitael funcionamientode lasbarrenas,principalmente alas
dediamante,yaque porsudiseñopuedenserusadascomomotorde fondooturbina.En
cuanto a lasbarrenasde conoshay algunasespecialesparaaltasvelocidadesde rotación;sin
embargo,hayotros factoresque imponenunvalorprácticomáximode RPMen ciertas
aplicaciones.Lascausasde lalimitaciónsonlasartade perforaciónyel mecanismoimpulsor.
Para evitarvelocidadescríticas debe usarse el sentidocomún:lavelocidadde rotaciónmás
adecuadaesaquellaque produzcaunmáximoritmode penetración,perosincausar
problemas.Debe observarse que enformacionesblandaselaumentode lavelocidadde
rotaciónresultaenun aumentoproporcional delritmode penetración.Esposibleque en
algunasformacionesmásdurasocurralocontrariodebidoaque losdientesocortadoresno
puedenperforarlarocasi se sobrepasaciertolímite de velocidadde rotaciónyse afecte asíel
desgaste de lasbarrenas.
Limpiezaenel fondodel pozo.
La limpiezade fondoestambiénunode lospuntosque afectanel desgastede lasbarrenas
debidoaque el fluidodeperforaciónlimpiael pozoal desalojarlosrecortes.De estamanera
evitaquelabarrenase embole yse debanusarentoncesotrosparámetrosdeperforación.
Tambiénenfríalosdientesocortadoresparaque permanezcanamenortemperatura;efectúa,
además,el enfriamientoylubricaciónde labarrenayevitael desgaste porexcesode
temperatura.
Geometríadel agujero.

10. En funciónde laexperiencia,enciertassituacionescomolade empezaradesviaraun pozo,es
necesarioutilizarcondicionesdeoperaciónnotanrecomendablescomoel pesosobre barrena,
revolucionesporminuto,lautilizaciónde sartasnavegables paraaumentar,disminuir
omantenerángulo.Enestoscasosel desgaste prematurode labarrenaesinevitable,porloque
la experienciade campoesindispensableparadetectarel desgaste que se estáocasionando.
Problemasmáscomunesenlasbarrenas
Manejo
–
Transporte.
Otro factor nomenosimportante de desgaste de lasbarrenasessumanejoytransporte.Sin
importarel tipode barrena,de conosode diamante,debe tratarse bajociertoscuidados:se
debe removerde suembalaje ycolocarse sobre maderaoalgunaalfombrade caucho;nunca
sedebe rodarunabarrenasobre la cubiertametálicadel pisode perforaciónporque enel caso
de las barrenasde diamante loscortadoressonmuyfrágilesypuedenastillarse fácilmente.Si la
barrenase dejacaer pordescuidoyse rompenalgunosdientesocortadores,esposible que se
acortedrásticamente suduración.Enese casose debe anotarsu númerode serie,asícomosu
tipoy su diámetro;revisarlaenbuscade dañosque le pudieronhaberocurridoentránsitoy
finalmenteinspeccionarsuinteriord)
Consideracionessobre el procesode producción,disponibilidad,costodel material,etc
.
Segúnlanorma DIN 8580 estosprocesospuedenclasificarse segúnlaformade laherramienta
cortante en:- Arranque de virutapor mediode filosdeterminadosgeométricamente:Torneado,
fresado,etc.- Arranque de virutapormediode filosindeterminados:el material esarrancado
por material abrasivoque notiene ningunaformadeterminada:Bruñido,pulido,etc.Pormedio
del arranque de virutase obtienenpiezascontoleranciaspequeñasybuenosacabados
superficiales,aunque se pierde granparte dematerial enformade virutadebidoaque se parte
de una piezade tamañoaproximado(piezaenbrutoopreforma).
3) Conclusiones
Para perforarun pozo,lainformaciónque se puede obtenerde lospozosvecinoscomo:
litología,parámetrosoperacionales,registrosgeofísicos,entre otros;esde vital importancia

11. para diseñarel programade brocas másóptimo.Ademásde estosdatosotraconsideración
importante esel perfildireccional del pozoconel cual se puede determinarel trabajoa
realizarsetantoeninclinación(construcción,tangente otumbado) comoendirección(azimuth).
Tenerenconsideraciónel tipode terrenodonde se vallevaracabolaperforación
Limpiezaenel fondodel pozo.
La limpiezade fondoestambiénunode lospuntosque afectanel desgastede lasbarrenasse
va prolongarlavidaútilde labroca
Tenerencuentael medioendonde se va realizarlaperforación
4) BIBLIOGRAFIA
http://es.scribd.com/doc/19414708/Brocas-de-Perforacion
http://es.scribd.com/doc/19414708/Brocas-de-Perforacion
http://ingenieriapetrolera.info/blog/media/blogs/b/barrenas.pdf