Los tamaños estándar de las brocas de PDC oscilan entre 3-1/2 (88,9 mm) y 26 (660,4 mm), dependiendo del perfil del pozo. Los tamaños más comunes en el sector son 6, 8-1/2 (u 8-3/4), 12-1/4 y 17-1/2, que están diseñados específicamente para atravesar las sartas de revestimiento API estándar (7, 9-5/8, 13-3/8 y 20, respectivamente). Además de estas normas primarias, también se utilizan con frecuencia tamaños intermedios como 6-3/4, 7-7/8 y 9-7/8 para requisitos específicos de la formación. En última instancia, la selección del tamaño correcto de la broca PDC viene dictada estrictamente por el diámetro de desviación de la sarta de revestimiento anterior y el tamaño de la conexión API Pin requerida.

Gama de tamaños estándar de brocas PDC

Aunque el proceso de fabricación actual nos permite fabricar brocas de PDC de cualquier tamaño, desde 3-1/2 hasta 26, toda la industria de la perforación sigue dependiendo en gran medida de tamaños estándar específicos. No se trata de una costumbre al azar, sino de garantizar la homogeneidad de los proyectos de perforación y la disponibilidad de equipos en todo el mundo. Imagínese, si necesita urgentemente brocas en un equipo de perforación remoto, el tamaño estándar suele poder transferirse inmediatamente, mientras que el tamaño no estándar puede tener que esperar varias semanas al ciclo de fabricación.

Para el diseño de la estructura del pozo, es importante comprender los escenarios de aplicación de estas dimensiones de "fuerza principal":

• Broca 17-1/2: se utiliza normalmente en la sección de superficie (primera apertura). Estas brocas de gran diámetro están diseñadas para perforar rápidamente formaciones poco profundas como preparación para el entubado en superficie.
• Broca de 12-1/4: Este es probablemente el tamaño más común en la sección media, y casi siempre lo usamos con carcasa de 13-3/8 en esta etapa.
• Puntas de 8-1/2 (y 8-3/4): Configuración estándar para intervalos de producción. Este tamaño suele elegirse porque proporciona el mejor equilibrio entre velocidad de penetración (ROP) y estabilidad de la perforación.
• 6 broca: se utiliza generalmente para la perforación de agujeros delgados, o se utiliza en yacimientos profundos y secciones de revestimiento donde la perforación se reduce bruscamente.

Adaptación del tamaño de la broca PDC a la carcasa API

La elección de la broca PDC es inseparable de la tubería de revestimiento API instalada la última vez. La lógica es sencilla: la broca debe poder atravesar el revestimiento existente para perforar la siguiente sección de la formación.

A continuación se muestra la correlación estándar entre los tamaños de broca "caballo de batalla" y sus correspondientes tamaños de tubería de revestimiento API:

Tamaño de broca PDC	Tamaño de tubería API correspondiente	Contexto de la aplicación
17-1/2" (444,5mm)	20" (508mm)	Secciones de agujeros superficiales
12-1/4" (311,2mm)	13-3/8" (339,7mm)	Secciones intermedias
215,9 mm (8-1/2")	9-5/8" (244,5mm)	Secciones de producción
6" (152,4 mm)	7" (177,8 mm)	Liner / Secciones profundas

Nota: Aunque 8-3/4 es una alternativa a 8-1/2, requiere un cálculo cuidadoso de la deriva de la carcasa para asegurar la holgura.

Dimensiones intermedias para formaciones especiales

Aunque el tamaño estándar ocupa la gran mayoría de la cuota de mercado, la situación subterránea es compleja y cambiante, y a veces necesitamos esos tamaños intermedios "no estándar". Tamaños como 6-3/4", 7-7/8" y 9-7/8" resultan útiles cuando las brocas estándar no proporcionan la mejor velocidad de retorno anular, o cuando se utilizan tuberías de revestimiento/de cola no estándar.

• Broca de 7-7/8: a menudo se utiliza como sustituta de la de 8-1/2. ¿Por qué hacer la perforación más pequeña? Suele ser para mejorar la velocidad de retorno anular en una formación específica, a fin de mejorar el efecto de transporte de la roca y mantener limpia la perforación.
• Broca 6-3/4 y 9-7/8: Este tipo de tamaño es común para perfiles especiales de pozos, o cuando se enfrenta a sartas de revestimiento mixtas (es decir, que no siguen la secuencia estándar 7, "9-5/8", o "13-3/8").

Factores clave de selección

La elección del tamaño correcto de la broca PDC debe verificarse técnicamente con el diámetro de deriva y las conexiones roscadas API.

Límites de la ruta

El límite superior absoluto del tamaño de la broca PDC viene determinado por el diámetro de deriva de la capa anterior de la carcasa, no sólo por su diámetro interior nominal (DI). El diámetro de deriva representa la garantía de diámetro mínimo que el calibre estándar puede pasar sin problemas.

Regla de campo: El diámetro exterior (OD) de la broca PDC debe ser siempre menor que el diámetro de deriva de la tubería de revestimiento. De lo contrario, la broca se atascará a medio camino 100% al perforar hacia abajo (RIH), lo que será muy problemático de tratar.

Tamaño de rosca API

Esto suele pasarse por alto: el tamaño físico de la broca determina la cantidad de rosca API (la parte roscada que conecta la broca a la sarta de perforación) que puede conectar.

• Brocas pequeñas (por ejemplo, 6 ): Debido al espacio limitado del cuerpo, normalmente sólo se pueden utilizar roscas más pequeñas, como 3-1/2" API Reg.
• Brocas grandes (por ejemplo, 17-1/2 ): pueden alojar roscas más grandes y resistentes, como 7-5/8 API Reg, para proporcionar la resistencia a la torsión necesaria para la perforación de grandes diámetros.

Asegurarse de que el tamaño de la rosca coincide con el de su collarín o conjunto de orificio inferior (BHA) no es menos importante que elegir el diámetro correcto de la broca.

Autor：Perry

Con más de una década de experiencia en ingeniería de perforación y diseño de BHA, estoy especializado en la optimización de la selección de herramientas de fondo de pozo. Mi trabajo se centra en combinar brocas PDC de alto rendimiento con perfiles de pozo y programas de entubación específicos para garantizar la máxima eficiencia de perforación y seguridad operativa.