Si el éxito de su campaña de perforación podría depender de una decisión, es ésta: ¿en qué fabricante de motores de fondo de pozo confiará cuando la broca toque la roca? Los datos de campo muestran que el tiempo no productivo (NPT) relacionado con el motor puede consumir entre el 10 % y el 30 % del NPT total de la perforación direccional; sin embargo, la mayor parte se puede prevenir con una mejor ingeniería, un control de calidad más estricto y un soporte más inteligente. En un mercado donde la falla de una herramienta a 14 000 pies puede quemar seis cifras en un solo día, lo que está en juego es brutal y las diferencias entre los proveedores se traducen directamente en tasa de penetración (ROP), control direccional y costo por pie.
Este artículo aborda los criterios de alto impacto que separan a un gran fabricante de motores de fondo de pozo de uno riesgoso. El problema al que se enfrentan muchos operadores no es la falta de opciones; Es necesario analizar las afirmaciones para identificar quién ofrece consistentemente la longevidad de la sección de potencia, la integridad del paquete de cojinetes, el torque en la barrena en condiciones adversas del fluido de perforación y un análisis posterior a la ejecución que realmente mejora la siguiente ejecución.
En esta publicación, aprenderá a evaluar la capacidad de diseño técnico, la confiabilidad y el desempeño en el campo, las prácticas de control de calidad y fabricación, la madurez del servicio y el soporte, la resiliencia de la cadena de suministro y la compatibilidad del ecosistema.
Conclusión clave
Elija un fabricante de motores de fondo de pozo en función de su rendimiento verificable en campo (MTBF, ciclos hasta fallar, torque en estabilidad de la barrena), ingeniería sólida (diseño de sección de potencia, química de elastómeros, diseño de paquetes de cojinetes), calidad de fabricación certificada (API Q1/ISO 9001, trazabilidad), servicio y análisis sólidos (modelado previo al ciclo, análisis de fallas posteriores al ciclo), suministro resiliente y tiempos de entrega, y compatibilidad perfecta con su ecosistema MWD/LWD y BHA.
Solicite datos, no solo demostraciones: solicite estadísticas de rendimiento específicas de la cuenca, análisis de modos y efectos de fallas (FMEA) e informes de pruebas de terceros.
Optimice el costo total de propiedad (TCO), no la tarifa diaria: los motores confiables con torque constante y NPT más bajo generalmente superan los precios de etiqueta más bajos.
Capacidad técnica y de diseño
Un gran fabricante de motores de fondo de pozo comienza con una gran ingeniería. El corazón del rendimiento es la sección de potencia, seguida por el paquete de cojinetes, la transmisión y la carcasa de curva ajustable. Esto es lo que debe evaluar:
Diseño de la sección de potencia:
Geometría del rotor-estator: un mayor número de lóbulos puede ofrecer un par más alto con RPM más bajas, lo que permite una perforación de rocas más duras, pero también requiere un ajuste preciso del elastómero para evitar resbalones y paradas.
Química de elastómeros: HNBR avanzado o elastómeros patentados de alta temperatura extienden la vida útil en lodos a base de aceite (OBM) y lodos a base sintética (SBM) con contenido aromático y altas temperaturas de fondo de pozo (BHT). Busque proveedores que validen las curvas de dilatación de los elastómeros en todas las químicas del lodo.
Caída de presión frente a curva de par: una respuesta de par lineal y predecible en todo el rango de flujo operativo mejora el control direccional y mitiga las paradas.
Ingeniería del paquete de rodamientos y de la línea de transmisión:
Capacidad de carga radial/axial: evalúe la clasificación de carga dinámica y la estrategia de lubricación del paquete de rodamientos. Los cojinetes lubricados con lodo son robustos y sencillos; Los rodamientos sellados con aceite pueden ofrecer una menor fricción y un funcionamiento más frío, pero exigen una integridad de sellado hermético.
Mitigación de impactos/vibraciones: algunos fabricantes integran amortiguadores de torsión o amortiguadores axiales para reducir la transferencia de deslizamiento a la broca y al MWD.
Metalurgia de curvatura y carcasa ajustable:
Repetibilidad de la geometría: una tolerancia estricta en los ángulos de curvatura (p. ej., 0,5°–3,0°) con bloques patrón verificados o configuraciones calibradas garantiza tasas de construcción consistentes.
Materiales: La metalurgia con capacidad para servicio ácido (cumple con NACE MR0175/ISO 15156) y el tratamiento térmico optimizado son cruciales en entornos de H2S/CO2.
Herramientas de modelado de rendimiento:
Modelado de torque/hidráulico de fondo de pozo: los mejores proveedores suministran modelos de ejecución previa que estiman el torque en la barrena, la presión diferencial y la ROP prevista en todo el rango de flujo planificado y WOB.
Modelado de vibraciones: las herramientas predictivas para vibraciones laterales y torsionales reducen el riesgo antes del montaje de BHA.
Qué preguntarle a un posible fabricante de motores de fondo de pozo:
Proporcione curvas de torsión, velocidad y presión para cada sección de potencia con el peso, la viscosidad y la temperatura del lodo esperados.
¿Qué variantes de elastómeros están disponibles y cuál es su rendimiento validado en su sistema de lodo?
¿Pueden soportar ajustes especiales del estator para expansión a alta temperatura o salmueras de baja lubricidad?
¿Ofrecen motores de alta velocidad para brocas PDC que requieren RPM de broca más altas y variantes de baja velocidad/alto par para roca dura?
Banderas rojas técnicas:
Declaraciones de desempeño genéricas y no específicas de una cuenca.
Falta de rendimiento documentado en términos de temperatura y química del lodo.
Incapacidad para ajustar el ajuste del estator o recomendar puntos de ajuste óptimos de flujo/DP.
Confiabilidad y desempeño en el campo
El rendimiento en el campo es la prueba de fuego. Un fabricante de motores de fondo de pozo capaz publicará (o al menos compartirá según la NDA) indicadores de rendimiento por cuenca y aplicación.
Métricas clave para comparar:
Tiempo medio entre fallas (MTBF): Expresado en horas o ejecuciones; Los mejores motores de su clase a menudo superan las 400 a 600 horas en horizontales de esquisto con OBM. En formaciones abrasivas y calientes, 200 a 350 horas pueden ser un punto de referencia realista.
Ejecuciones hasta el fallo (RTF): la estabilidad entre ejecuciones indica prácticas consistentes de fabricación y servicio.
Presión diferencial promedio y estabilidad del torque en la broca: los motores que mantienen el torque sin paradas excesivas reducen el daño de la broca y mantienen el BHA en el objetivo.
ROP promedio y metraje por recorrido: normalice por formación, tipo de barrena, tipo de lodo y trayectoria (de inicio, curva, lateral).
Distribución de los modos de falla: las causas principales deben ser visibles (por ejemplo, degradación del elastómero, desgaste de los rodamientos, desgaste del rotor, irritación de las conexiones) y rastrearse a lo largo del tiempo.
Porcentaje de NPT atribuible a problemas del motor: los mejores proveedores pueden demostrar una contribución de NPT de un solo dígito en pozos similares.
Manufactura y Control de Calidad
La disciplina de fabricación influye profundamente en la confiabilidad. Examinar el sistema de calidad, la trazabilidad de los componentes y el rigor de las pruebas del fabricante de motores de fondo de pozo.
Certificaciones y sistemas:
API Q1 e ISO 9001: Indican la madurez del proceso. Pregunte por el alcance, las fechas de la auditoría y cualquier no conformidad importante.
Trazabilidad del material: Se rastrean los números de calor desde la forja hasta el ensamblaje terminado, manteniendo los certificados de fábrica y las propiedades mecánicas.
Análisis QMS: control estadístico de procesos (SPC) en dimensiones críticas (ID del estator, diámetro exterior del rotor, ajuste de estrías, ranuras de sello).
Controles críticos de fabricación:
Acabado de la superficie del rotor y uniformidad del recubrimiento: afecta el desgaste y la compatibilidad del elastómero.
Integridad de la unión del estator: pruebas de adherencia y END (p. ej., ultrasónico) para detectar huecos.
Par de apriete, precargas y limpieza del conjunto de cojinetes: la contaminación por partículas puede ser mortal; Las áreas de reunión similares a salas blancas son ideales.
Medición de conexiones: medidores de conexión API y registros de inspección digitales para evitar irritaciones y deslaves.
Pruebas y validación:
Pruebas en banco de presión y torsión: cada motor debe someterse a una prueba de presión igual o superior a la presión diferencial nominal; Las unidades de muestra deben someterse a una prueba de torsión en todo el rango de funcionamiento.
Ciclos de horneado a alta temperatura para validación de elastómeros.
Validación completa del bucle de flujo después de cambios importantes en el diseño.
Servicio y soporte
La organización de servicios de un fabricante de motores de fondo de pozo a menudo decide si un buen diseño se convierte en una buena ejecución. Evaluar:
Ingeniería previa al trabajo:
Revisión del programa de lodo: recomendar elastómeros, ajuste del estator, puntos de ajuste de flujo y DP y objetivos de control de sólidos.
Optimización del diseño de BHA: colabore en el ángulo de curvatura, la ubicación del estabilizador, la compatibilidad de las brocas y la ubicación de la telemetría.
Registro de riesgos: Identificar peligros (zonas HTHP, pérdidas de circulación, arenas abrasivas) con planes de contingencia.
Servicio de campo:
Especialistas de guardia: soporte de ingeniería las 24 horas, los 7 días de la semana durante la construcción de curvas críticas o cuando aumentan las vibraciones.
Preparación de herramientas: Motores entregados con certificados de prueba de presión, pares de apriete, dimensiones y verificación del ángulo de curvatura.
Repuestos y capacidad de intercambio: solución rápida para problemas inesperados sin retrasar los disparos de spud o BHA.
Análisis posteriores a la ejecución:
Gráficos de rendimiento de ejecución de extracción: presión diferencial frente a tiempo, eventos de pérdida, exposición a la temperatura, métricas de control de la cara de la herramienta.
Análisis de fallas: Análisis de causa raíz (RCA) con evidencia (fotografías metalúrgicas, cortes de elastómeros) y acciones preventivas.
Mejora continua: seguimiento de tendencias en toda su flota; revisiones técnicas trimestrales con cambios procesables.
Suministro y plazo de entrega
La disponibilidad es estrategia. Incluso el mejor motor no sirve de nada si llega con una semana de retraso.
Estrategia de inventario:
Almacenamiento local: centros de servicio regionales con los tamaños que utiliza (p. ej., 4,75', 6,75', 8', 9,625').
Variantes de la sección de potencia: elastómeros de alta temperatura, variantes de alto par/baja velocidad y alta velocidad disponibles con poca antelación.
Opciones de alquiler o compra: modelos flexibles que se adaptan a la duración de la campaña.
Métricas de tiempo de entrega:
Plazo de entrega promedio para motores estándar: a menudo, de 2 a 10 días, según el lavabo y la personalización.
Opciones aceleradas: ¿Puede el fabricante de motores de fondo de pozo realizar entregas en 24 a 72 horas en caso de emergencia?
Capacidad excedente: evidencia de existencias de reserva para las temporadas altas.
Logística y cumplimiento:
Controles de exportación y aduanas: Experiencia en envíos internacionales con clasificaciones y trámites correctos.
Cumplimiento de HSE: manejo adecuado de conjuntos de rodamientos sellados con aceite y pruebas de presión en el destino.
Compatibilidad y ecosistema
Su motor es tan bueno como el BHA en el que se encuentra. Evalúe cómo el fabricante de motores de fondo de pozo se integra con su conjunto de herramientas más amplio.
Compatibilidad mecánica y operativa:
Collares MWD/LWD: verifique los tipos de conexión, los rangos de torsión de ajuste y las longitudes de calibre para que se ajusten a su telemetría.
Compatibilidad de la broca: confirme que la curva de potencia del motor se alinee con la agresividad de la broca y las RPM de la broca deseadas. Para los PDC en esquisto, los motores de alta velocidad pueden ofrecer la mejor ROP; En el caso de los carbonatos, los motores de alto par evitan que se atasquen.
Automatización de perforación: la calidad de la señal compatible con la telemetría y la previsibilidad del par son cruciales para el control automatizado del peso en la broca y las RPM.
Conclusión
Elegir un fabricante de motores de fondo de pozo es una decisión comercial y de ingeniería de alto riesgo. Concéntrese en el rendimiento verificable de su cuenca, sección de energía sólida e ingeniería de elastómeros, fabricación y control de calidad disciplinados, servicio y análisis proactivos, cadenas de suministro resilientes y compatibilidad sin fricciones con su BHA y sus sistemas de datos. Utilice un programa piloto y de comparación estructurado y basado en datos para validar las reclamaciones. El socio adecuado no solo reducirá el NPT relacionado con el motor, sino que también desbloqueará una ROP más alta, un mejor control direccional y un menor costo por pie en todo su programa de perforación.
Preguntas frecuentes
¿Son siempre mejores los motores de lóbulos superiores?
No siempre. Un mayor número de lóbulos puede proporcionar más torsión a menores RPM, lo que ayuda en formaciones duras, pero puede ser más sensible al ajuste del elastómero, la temperatura y la química del lodo.
¿Qué importancia tiene la certificación de calidad?
Control y trazabilidad de procesos de señales API Q1 e ISO 9001. No son suficientes por sí solos, pero la ausencia es una señal de alerta.
¿Puede el motor incorrecto aumentar los costos de las brocas?
Sí. El torque inconsistente y las paradas frecuentes dañan los cortadores PDC y reducen la vida útil de la broca. El motor derecho extiende el recorrido de la broca y estabiliza la cara de la herramienta.
