MX2011000984A - Barrena de perforacion hibrida dinamicamente estable. - Google Patents
Barrena de perforacion hibrida dinamicamente estable.Info
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Abstract
Se describe una barrena de perforación de tierra que comprende un cuerpo de barrena configurado en su extensión superior para conexión a una sarta de perforación. Un número seleccionado de álabes fijos se extiende hacia abajo desde el cuerpo de barrena, y un número seleccionado de cortadores de rodamiento se coloca para la rotación sobre el cuerpo de barrena. Una pluralidad de elementos de corte de cortador de rodamiento se dispone en cada cortador de rodamiento y una pluralidad de elementos de corte de álabe fijo se dispone en cada álabe fijo. De acuerdo con aspectos de la presente descripción, el número seleccionado de álabes fijos excede el número seleccionado de cortadores de rodamiento mediante por lo menos uno.
Description
BARRENA DE PERFORACIÓN HÍBRIDA DINÁMICAMENTE ESTABLE
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona en general con las barrenas de perforación de tierra y, en particular, con 5 una barrera que tiene una combinación de cortadores fijos y de rodamiento y elementos de corte.
El éxito de la perforación giratoria permitió el descubrimiento de depósitos profundos de petróleo y gas y la producción de enormes cantidades de petróleo. La barrena 0 giratoria para roca fue una invención importante que hizo posible el éxito de la perforación giratoria. Únicamente los yacimientos de tierra suave podían penetrarse de forma comercial con la barrena de arrastre anterior y la -'¦ Herramienta de cable, pero la barrena para roca de dos conos, 5 iiñventada por Howard R. Hughes, Patente Estadounidense No.
930,759, perforó la roca de recubrimiento en el campo Spindletop, cerca de Beaumont, Texas con relativa facilidad. Esa venerable invención, dentro de la primera década del último siglo, podría perforar una escasa fracción de la 0 profundidad y velocidad de la barrena giratoria para roca. La barrena original del Hughes perforaba durante horas, la barrena moderna perfora durante días . Las barrenas modernas én ocasiones perforan miles de metros en lugar de únicamente
" -> unos cuantos metros . Varios avances han contribuido a las
25 impresionantes mejoras en las barrenas giratorias para roca.
En la perforación de pozos de sondeo en yacimientos de tierra con el uso de barrenas cónicas de rodamiento o de barrenas cortadoras de rodamiento, se emplean barrenas para roca que tienen uno, dos o tres cortadores de rodamiento colocadas de manera giratoria en las mismas . La barrena se asegura al extremo inferior de una sarta de perforación que gira desde la superficie o mediante un motor o turbina de fondo del pozo. Los cortadores colocados sobre la barrena giran y se deslizan sobre el fondo del pozo de sondeo a medida que gire la sarta de perforación, acoplando y desintegrando de esta manera el material de yacimiento por remover. Los cortadores de rodamiento se proporcionan con elementos de corte o dientes que se fuerzan para penetrar y abrir en fondo del pozo de sondeo mediante el peso de la sarta de perforación. Los cortadores del fondo y los lados del pozo de sondeo se lavan mediante el fluido de perforación que se bombea desde la superficie a través del hueco, girando ¾á sarta de perforación, y se transportan en suspensión en el fluido de perforación hacia la superficie.
Las barrenas cortadoras de rodamiento dominaron la perforación petrolera durante gran parte del siglo XX. Con las mejoras en la tecnología de diamantes sintéticos que ocurrió en los años 70 y 80, la barrena de cortador fijo o la barrena de "arrastre" se volvió popular en la última parte del siglo XX. Las barrenas de cortador fijo modernas a menudo se conocen como barrenas "diamante" o barrenas "PDC" ^policristalinas de diamante compacto) y se remueven lejos de las barrenas originales de cortador fijo del siglo XIX y principios del siglo XX. Las barrenas diamante o PDC portan elementos de corte que comprenden capas policristalinas de diamante compacto o "tablas" formadas en y unidas a un sustrato de soporte, regularmente de carburo de tungsteno cementado, los elementos de corte dispuestos en ubicaciones seleccionadas en alabes u otras estructuras en el cuerpo de barrena con las tablas de diamante orientadas por lo general en la dirección de la rotación de la barrena. Las barrenas diamante tienen una ventaja sobre las barrenas cortadoras de irodamiento de ser mucho más agresivas y por ende perforar mucho más rápido a un peso sobre la barrena (WOB) equivalente. Además, no tienen partes móviles que hacen su diseño menos complejo y más robusto. La mecánica y dinámica de perforación de barrenas diamante son diferentes a las barrenas cortadoras de rodamiento precisamente porque son más agresivas y generan más par de torsión. Durante las operaciones de perforación, se utilizan las barreras diamante Sé una forma similar a la de las barrenas cortadoras de rodamiento, las barrenas diamante también giran contra un yacimiento en perforación bajo el peso sobre la barrena aplicado para remover el material de yacimiento. Los elementos de corte diamante se acoplan continuamente a medida que raspan el material del yacimiento, mientras que los elementos de corte de cortador de rodamiento hienden el yacimiento de forma intermitente con poco movimiento o sin movimiento relativo (raspado) entre el elemento de corte y el 5 yacimiento. Las barrenas diamante y barrenas cortadoras de rodamiento tienen cada una aplicaciones particulares para las cuales son más adecuadas que otras; ningún tipo de barrena tiene probabilidad de reemplazar por completo a la otra en el futuro inmediato.
0 En la técnica anterior, algunas barrenas de perforación de tierra utilizan una combinación de uno o más cortadores de rodamiento y uno o más álabes fijos. Algunas de estas barrenas de perforación de tipo combinación se conocen como barrenas híbridas . Los diseños anteriores de barrenas 5 híbridas, tal como se describe en la Patente Estadounidense No. 4,343,371, para Baker, III, y la Patente Estadounidense No. 4,444,281 para Schumacher tienen números iguales de álabes fijos y cortadores de rodamiento en disposiciones :' básicamente simétricas. En estas barrenas, los cortadores de 0 rodamiento hacen la mayor parte del corte del yacimiento, especialmente en el centro del orificio o la barrena.
En el OB ligero y mayores RPM, el cortador fijo o barrenas de arrastre en ocasiones sufren de condiciones no ' ·: deseables conocidas como "rotación en espiral de la barrena" 5 En esta condición, la barrena gira temporalmente sobre un eje que no coincide con el centro geométrico de la barrena de tal manera que la barrena tiende a tambalearse o "girar hacia atrás" sobre el pozo de sondeo. Esta rotación hacia atrás provoca que el centro de rotación cambie drásticamente a medida que la barrena de perforación gire sobre el pozo de sondeo. De esta manera, los elementos de corte de PDC individuales viajan hacia los lados y hacia atrás y están sujetos a grandes cargas en una dirección para las cuales no están diseñadas. Esto puede provocar rompimiento y destrucción prematura de los elementos de corte. Se idearon diversos medios y métodos para combatir esta condición en lo que regularmente se conoce como barrenas "anti-torbellino" . Ejemplos de barrenas anti-torbellino se localizan en las Patentes Estadounidenses comúnmente asignadas Nos. 5,873,422 y 5,979,576 para Hansen et al, y en la Patente Estadounidense No. 4,932,484, para Warren, et al., asignada a Amoco.
En las barrenas cortadoras de rodamiento, se presenta una condición similar denominada "funcionamiento descentrado" o torbellino directo cuando el eje de barrena gira en un círculo concéntrico alrededor del centro del pozo de sondeo. Esto es común en aplicaciones de perforaciones en donde el material que se perfora se comporta de forma plástica y se facilita el movimiento lateral de la barrena debido a la falta de estabilización, ligera profundidad de corte, altas RPM, y bajo peso sobre la barrena. Otro factor que provoca el funcionamiento descentrado de la barrena es la limpieza inadecuada del fondo del pozo, que deja una capa de finos cortes en el fondo del pozo, que actúan como un lubricante entre la barrena y el material de yacimiento para hacer más fácil el desplazamiento lateral de la barrena. El funcionamiento descentrado no es ni cercanamente destructivo para los elementos de corte o estructura de corte de la barrena cortadora de rodamiento como lo es el torbellino para la barrena de cortadora fija. El funcionamiento descentrado en barrenas cortadoras de rodamiento aún no es deseable debido a que la barrena perfora lentamente y crea una gobredimensión o pozo de sondeo fuera de calibre en el cual la barrena es difícil para estabilizar y tiende a "caminar" -de manera que el pozo de sondeo se desvíe del lado vertical en formas no deseadas. Un ejemplo de un diseño de cortador de rodamiento que se enfoca en el funcionamiento descentrado se localiza en la Patente Estadounidense comúnmente asignada No. 5,695,018 para Pessier e Isbell .
Nada en la técnica anterior reconoce o se enfoca en las tendencias del funcionamiento descentrado o "torbellino" dinámico de la barrena híbrida con su combinación de cortadores de rodamiento y alabes fijos. Por consiguiente, sería deseable una barrena de perforación de tierra con rendimiento de perforación mejorado.
Es un objeto general de la presente invención proporcionar una barrena de perforación de tierra mejorada dinámicamente estable de la variedad híbrida. Este y otros objetos de la presente invención se logran al proporcionar una barrena de perforación de tierra que comprende un cuerpo de barrena configurado en su extensión superior para conexión con una sarta de perforación. Un número seleccionado de alabes fijos se extiende hacia abajo desde el cuerpo de barrena y un número seleccionado de cortadores de rodamiento se coloca para la rotación sobre el cuerpo de barrena. Una pluralidad de elementos de corte de cortador de rodamiento puede disponerse en cada cortador de rodamiento y una pluralidad de elementos de corte de alabe fijo se dispone en cada álabe fijo. El número seleccionado de alabes fijos excede el número seleccionado de cortadores de rodamiento mediante por lo menos uno.
í ' De acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente invención, los álabes fijos y cortadores de rodamiento se distribuyen alrededor de 360 grados de circunferencia del cuerpo de barrena y la mayoría de los elementos de corte de álabe fijo se encuentran dentro de 180 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena.
De acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente invención, por lo menos uno de los elementos de corte de cortador fijo se ubica cerca del eje central del Cuerpo de barrena para desintegrar el yacimiento en el centro
V;!-
del eje. Pero, un elemento de corte del cortador fijo de corte central no es necesario de acuerdo con la presente invención.
De acuerdo con una modalidad ilustrativa de la 5 presente invención, 2/3 de los elementos de corte de álabe fijo se encuentran dentro de 180 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena.
De acuerdo con una modalidad ilustrativa de la presente invención, por lo menos dos del número seleccionado 0 de álabes fijos son adyacentes entre sí sin un cortador de rodamiento mediador.
Otros objetos, características y ventajas de la presente invención serán aparentes con referencia a las figuras y descripción detallada.
5 Así, la manera en que las características y ventajas de la presente invención serán aparentes, realizadas y pueden entenderse en mayor detalles, la descripción más particular de las modalidades de la invención como se resume
¦ - eñ breve anteriormente pueden tener como la referencia las 0 módalidades de la presente que se ilustran en los dibujos anexos que forman parte de esta especificación. Sin embargo, se hizo notar que los dibujos ilustran únicamente algunas modalidades de la invención y por ende no se consideran como limitantes de este alcance a medida que la invención puede 5 admitir otras modalidades igualmente efectivas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1 es una vista en elevación de la barrena de perforación de tierra híbrida de acuerdo con la modalidad preferida de la presente invención.
La Figura 2 es una vista en planta inferior de la modalidad de la barrena de perforación de tierra híbrida de la Figura 1.
La Figura 3 es una vista en perspectiva inferior de una modalidad ilustrativa de la barrena de perforación de tierra híbrida construida de acuerdo con la presente invención.
Con referencia a las Figuras 1 y 2, se describe una barrena 11 de perforación de tierra de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La barrena 11 Comprende un cuerpo 13 de barrena que tiene un eje 15 longitudinal central que define un centro axial del cuerpo 13 de barrena. En la modalidad ilustrada, el cuerpo 13 de barrena es acero, pero podría formarse de material matriz con refuerzos de acero, o de un material de carburo sinterizado. El cuerpo 13 de barrena incluye un vastago en el extremo superior o posterior del mismo que se rosca o en su defecto Configura para la unión a una sarta de perforación hueca (no se muestra) , que gira la barrena 11 y proporciona fluido de perforación presurizado a la barrena y al yacimiento perforado.
La superficie radialmente exterior del cuerpo 13 de barrena se conoce como la superficie de calibración y corresponde a la calibración o diámetro del pozo de sondeo (mostrado en líneas imaginarias en la Figura 2) perforado por la barrena 11. Por lo menos una (se muestran dos) patas 17 de barrena se extiende hacia abajo desde el cuerpo 13 de barrena en la dirección axial. El cuerpo 13 de barrena también tiene una pluralidad (por ejemplo, se muestran tres) de álabes 19 fij os que se extienden hacia abaj o en la dirección axial . Las patas 17 de barrena y los álabes 19 fijos se distribuyen sobre una circunferencia de 360 grados del cuerpo de barrena en las ubicaciones específicas. Como se menciona en mayor detalle posteriormente, el número y ubicación de los álabes 19 fijos (y el número de cortadores fijos del mismo) , desempeña una función importante en los aspectos de estabilización o anti- torbellino de la barrena construida de acuerdo con la presente invención.
¦'·' Un cortador 21, 23 de rodamiento se coloca sobre una chumacera sellada que es parte de la pata 17 de barrena. Los cojinetes del elemento de rodamiento sellado o no sellados pueden emplearse en lugar de la chumacera sellada. De acuerdo con la modalidad ilustrada, el eje de rotación de cada cortador 21, 23 de rodamiento intersecta el centro 15 axial de la barrena, y por ende los cortadores 21 de rodamiento no tienen ni sesgo o ángulo o ajuste (Figuras 2 y 3) . De forma alterna, los cortadores 21, 23 de rodamiento pueden proporcionarse con ángulo de sesgo y/o ajuste para
;?'" ,'
inducir el deslizamiento de los cortadores 21, 23 de rodamiento a medida que ruedan sobre el fondo del pozo de sondeo .
Por lo menos uno de los insertos o elementos 25 de corte del cortador de rodamiento (se ilustra una pluralidad) y se disponen sobre los cortadores 21, 23 de rodamiento en filas por lo general circunferenciales. Los elementos 25 de corte de cortador de rodamiento no necesitan disponerse en filas, pero por el contrario podrían colocarse "aleatoriamente" sobre cada cortador 21, 23 de rodamiento. Además, los elementos de corte de cortador de rodamiento pueden tener la forma de uno o más discos o "anillos de corte" que también podrían caer dentro del significado del término elementos de corte de cortador de rodamiento. Los cortadores 21, 23 de rodamiento, en combinación con los álabes 19 fijos, reducen la vibración a un peso sobre la barrena (WOB) constante en comparación con las barrenas de cortador fijo. Además, el cortador o cortadores 21, 23 de rodamiento sirven para limitar la profundidad del corte de •Los elementos de corte sobre los álabes 19 fijos. Estos propósitos también pueden lograrse con los cortadores de rodamiento que carecen por completo de elementos 25 de corte de cortador de rodamiento, ya sean inserciones, o dientes, u otros elementos.
Se muestran las inserciones de carburo de tungsteno, aseguradas mediante el ^ajuste de interferencia (o latonado) en orificios en el cortador 21, 23 de rodamiento, 5 pero un cortador de dientes de acero o fresados que tienen elementos (25) de corte reforzados formados de manera integral con y que sobresalen desde el cortador de rodamiento podrían utilizarse en ciertas aplicaciones y el término "elementos de corte de cortador de rodamiento" como se 0 utiliza en la presente comprende tales dientes. Las inserciones o elementos de corte pueden ser en forma de cincel, como se muestra, cónico, redonda, u ovoide, u otras formas y combinaciones de formas dependiendo de la -- aplicación. Los elementos 25 de corte de cortador de
15 rodamiento pueden también formarse de, o cubrirse con, materiales superabrasivos o extrarígidos tales como diamante policristalino, nitruro de boro cúbico y similares.
Además, una pluralidad de alabe fijo o elementos 31 de corte fijo se disponen en una fila y se aseguran a cada
20 uno de los alabes 19 fijos en los bordes de entrada (entrada se define en la dirección de la rotación de la barrena 11) . Cada uno de los elementos 31 de corte de álabe fijo comprende una capa de diamante policristalino o tabla en una cara de
!'¦· é'ntrada de manera giratoria de un sustrato de soporte la capa
25 de diamante o tabla que proporciona una cara de corte que ¾iene un borde de corte en una periferia del mismo para acoplarse al yacimiento.
Una pluralidad de cortadores 35 de respaldo se encuentra en cada alabe 19. Los cortadores 35 de respaldo son opcionales y sirven principalmente para proteger los alabes 19 contra el desgaste sobre la superficie hacia a tras del borde de entrada de cada álabe. Los cortadores de respaldo también pueden tener influencia en la estabilidad y dinámica áe una barrena 11, pero el efecto es mínimo en comparación éón los elementos 31 de corte fijo primario en el borde de entrada de cada álabe 19. De esta manera, para propósitos de esta aplicación, cortadores 35 de respaldo, o cualquier otro cortador fijo o elementos de corte no presente en el borde de entrada de cada álabe, no se "cuantifican" para propósitos de inducir una fuerza de desequilibrio lateral para resistir la tendencia de torbellino hacia atrás de la barrena, como se menciona en mayor detalle posteriormente.
¿i-' Una pluralidad de elementos 37 resistentes al Sesgaste está presente en la superficie de calibración en la periferia exterior de cada álabe 19 (Figuras 1) . Estos elementos 37 pueden ser de carburo de tungsteno sin pico o redondo u otro ajuste de interferencia de inserciones de metal rígido o latonado en aperturas sobre las almohadillas de calibración de cada álabe 19. La principal función de estos elementos 37 es pasiva y es resistir el desgaste del alabe 19. En algunas aplicaciones, es deseable colocar los elementos de corte activos en la almohadilla de calibración, de tal manera que los elementos sin pico extra-rígidos (diamante policristalino) con un borde biselado para el cizallamiento de la pared lateral del pozo de sondeo perforado. En otras aplicaciones, puede ser benéfico aplicar el revestimiento rígido con metal rígido soldado, tal como carburo de tungsteno.
El número de patas 17 de barrena y alabes 19 fijos es por lo menos uno, y de acuerdo con una modalidad de la invención, el número de álabes fijos que excede el número de gatas 17 de barrena (y los cortadores de rodamiento asociados) mediante por lo menos uno. Por lo regular, si existen más álabes 19 que cortadores 21, 23 de rodamiento (y más de uno en cada uno) , la distribución de los álabes requiere que por lo menos dos de los álabes 19 y sus elementos 31 de corte fijos asociados se distribuyan en una mitad o dentro de 180 grados de la circunferencia de la barrena. Sin importar lo anterior, de acuerdo con la presente invención, el número y distribución (alrededor de una circunferencia de 360 grados del cuerpo 13 de barrena) de los álabes 19 fijos (y de los elementos 31 de corte fijos) se seleccionan de manera que los elementos 31 de corte fijos se concentren en un área de la barrena. Esto induce una fuerza de desequilibrio lateral en la barrena durante la operación de perforación y tiende a resistir la tendencia de la barrena al torbellino hacia atrás, evitando de esta manera las fuerzas destructivas hacia o sobre los elementos 31 de corte fijos asociados con esta condición. Además, la presencia de cortadores de rodamiento tiende a introducir el funcionamiento descentrado o sobre torbellino hacia delante, que también contrarresta la tendencia hacia el torbellino hacia atrás destructivo.
Específicamente, de acuerdo con la presente invención, el número y distribución de alabes 19 fijos se selecciona de tal manera que por lo menos una mayoría de (más de la mitad y de preferencia cercano a dos tercios (2/3) de los elementos 31 de corte fijos en los álabes fijos se concentre en una mitad o sección de 180 grados de la circunferencia de la barrena 11. Además, la asimetría en el alabe y la disposición del cortador y el desequilibrio en las fuerzas de corte puede mejorarse si el número de álabes 19 fijos (y elementos 31 de corte asociados) excede el número de cortadores 21, 23 de rodamiento. Además, el mayor número de álabes 19 fijos permite un mayor número de redundancia de elementos 31 de corte fijos. Esto reduce la carga de unidad en cada elemento 31 de corte y de esta manera mejora la durabilidad y vida del servicio.
De acuerdo con estos parámetros, la modalidad preferida ilustrada en las Figuras 1 y 2 tiene tres álabes 19 t'V
fijos y dos (una menos) patas 17 de barrena y cortadores 21, '23 de rodamiento. Dos de los alabes 19 fijos están relativamente cercanos (aproximadamente 70 grados) y no tienen pata de barrena o cortador de rodamiento entre ellos. El tercer álabe 19 fijo se separa aproximadamente 140 grados de los otros dos alabes fijos. Cada álabe 19 fijo tiene ocho o nueve elementos 31 de corte fijos, de manera que exista un total de entre 24 y 27 elementos 31 de corte fijos en total. Por consiguiente, en la modalidad preferida ilustrada en las Figuras 1 y 2, entre 16 y 19 cortadores fijos (de entre 24 a 27 en total) , se ubican dentro de una mitad o 180 grados de la circunferencia de la barrena 11. Nuevamente, los cortadores 35 de respaldo o cualquier otro cortador que no se encuentre en el borde de entrada de los alabes 19 no se cuantifica para propósitos de este cálculo.
La Figura 3 ilustra aún otra modalidad de la barrena 111 de acuerdo con la presente invención que es altamente asimétrica al tener el número de álabes 119 (tres) que excede el número de patas 117 y el cortador 121 (uno) por dos. De esta manera, dos de los tres álabes 119 y la mayoría sociada (aproximadamente 2/3) de elementos 131 de corte fijos esta dentro de 180 grados de la circunferencia. En esta modalidad, todos los álabes 119 fijos se separan de manera angular y se encuentran dentro de aproximadamente 220 grados, dos de ellos sin una pata 117 de intervención y cortador 121.
Esta modalidad depende del espacio angular de los álabes 119 y un mayor número de álabes (en relación con los cortadores) para inducir la asimetría y la fuerza de desequilibrio resultante .
De acuerdo con las modalidades ilustradas, por lo menos uno de los elementos 31 de corte fijos en por lo menos uno de- los álabes se ubica para cortar el centro axial de la barrena (por lo regular que coincida con el centro axial del pozo de sondeo) . Sin embargo, la estabilidad dinámica de la configuración no depende del corte en el centro del pozo de sondeo con un elemento 31 de corte fijo y esta configuración es únicamente ilustrativa. En cualquier caso, debido a la configuración híbrida de la barrena, los elementos 25, 125 de corte de cortador de rodamiento y los elementos 31, 131 de corte de alabe fijo se combinan para definir una superficie de corte común o congruente en las porciones de punta y ¿aliente del perfil de barrena. Los elementos 25, 125 de corte de cortador de rodamiento trituran y pre-fracturan un yacimiento en las secciones de punta y saliente altamente tensas del pozo de sondeo, facilitando la carga sobre los elementos de corte fijos.
'¦¦"·¦ Además, la asimetría introducida al confinar la mayoría de los álabes 19, 119 fijos y elementos 31, 131 de corte fijos asociados en una mitad (180 grados) o menos de la circunferencia de la barrena, que pueden combinarse con el número desigual de álabes 19, 119 fijos y cortadores 21, 23, 121 de rodamiento, proporciona una fuerza de desequilibrio que colabora con la tendencia hacia el torbellino hacia delante de los cortadores 21, 23, 121 de rodamiento para contrarrestar la tendencia de la barrena hacia el torbellino hacia atrás y la destrucción asociada o daño a los elementos 31, 131 de corte fijos.
La invención tiene varias ventajas e incluye la asimetría de los álabes y cortadores de rodamiento y un desequilibrio de las fuerzas de corte, que tiende a evitar o suprimir la vibración síncrona y el torbellino destructivo hacia atrás. El mayor número de álabes además mejora la durabilidad de la estructura de corte de PDC dominante con mayor densidad y redundancia del elemento de corte.
Aunque la invención se mostró o describió en únicamente algunas de sus formas, debe ser aparente para aquellos expertos en la técnica que no se limita, pero es susceptible a varios cambios sin alejarse del alcance de la invención como se reivindica en la presente, y sus equivalentes legales.
Claims (21)
1. Una barrena de perforación de tierra, caracterizada porque comprende: un cuerpo de barrena que tiene un eje longitudinal central que define el centro axial del cuerpo de barrena y configurado en su extremo superior para conexión con una sarta de perforación; un número seleccionado de álabes fijos que se extiende hacia abajo desde la barrena en la dirección axial; un número seleccionado de cortadores de rodamiento colocados para la rotación sobre e cuerpo de barrena,- y C'.- una pluralidad de elementos de corte de álabe fijo dispuesta sobre cada álabe fijo; en donde el número seleccionado de álabes fijos excede el número seleccionado de. cortadores de rodamiento mediante por lo menos uno, y en donde por lo menos uno de los elementos de corte de álabe fijo en por lo menos uno de los álabes fijos se ubica para cortar el centro axial de la barrena. <¦-'·¦
2. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque los álabes fijos y los cortadores de rodamiento se distribuyen alrededor de 360 grados de circunferencia del cuerpo de barrena y la mayoría de los elementos de corte de álabe fijo sobre un borde de entrada de manera giratoria de cada álabe se encuentran dentro de 180 grados de circunferencia de un cuerpo de barrena.
3. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada además 5 porque comprende : • , una pluralidad de elementos de corte de cortador de rodamiento dispuestos en cada cortador de rodamiento.
4. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque los 10 elementos de corte de álabe fijo y los elementos de corte de cortador de rodamiento se combinan durante la operación de perforación para definir una superficie de corte congruente en las secciones de punta y saliente del pozo de sondeo perforado. 15
5. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque 2/3 de los elementos de corte de álabe fijo se encuentran dentro de 180 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena.
;; 6. Una barrena de perforación de tierra 20 caracterizada porque comprende: un cuerpo de barrena que tiene un eje longitudinal central que define el centro axial del cuerpo de barrena y configurado en su extremo superior para conexión con una ¦' sarta de perforación; 25 ,-=" una pluralidad de alabes fijos que se extienden hácia debajo desde la barrena en la dirección axial; por lo menos un cortador de rodamiento colocado para la rotación sobre el cuerpo de barrena; y una pluralidad de elementos de corte de álabe fijo 5 dispuestos sobre un borde de entrada de manera giratoria de cada álabe fijo; en donde los álabes fijos y cortadores de rodamiento se distribuyen alrededor de 360 grados de circunferencia del cuerpo de barrena y la mayoría de los 0 elementos de corte de álabe fijo se encuentran dentro de 180 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena, y en donde por lo menos uno de los elementos de corte de álabe fijo en por lo menos uno de los álabes fijos se ubican para cortar el centro axial de la barrena. 5
7. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el número seleccionado de álabes fijos excede el número seleccionado de cortadores de rodamiento mediante por lo i ¦¦¦ menos uno . 0
8. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque comprende : una pluralidad de elementos de corte de cortador de rodamiento dispuestos sobre cada cortador de rodamiento. 5
9. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque 2/3 de los elementos de corte de alabe fijo se encuentran dentro de 180 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena.
10. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque por lo menos dos de la pluralidad de álabes fijos son adyacentes entre sí sin un cortador de rodamiento de intervención.
11. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque los elementos de corte de alabe fijo y los elementos de corte de cortador de rodamiento se combinan durante la operación de perforación para definir una superficie de corte congruente en las secciones de punta y saliente del pozo de sondeo perforado.
12. Una barrena de perforación de tierra caracterizada porque comprende: un cuerpo de barrena que tiene un eje longitudinal central que define el centro axial del cuerpo de barrena y configurado en su extremo superior para conexión con una sarta de perforación; una pluralidad de álabes fijos que se extiende hacia abajo desde la barrena en la dirección axial; ; por lo menos un cortador de rodamiento colocada para rotación sobre el cuerpo de barrena, habiendo por lo menos un álabe fijo más que el cortador de rodamiento; una pluralidad de elementos de corte de cortador de rodamiento dispuestos sobre cada cortador de rodamiento; y una pluralidad de elementos de corte de álabe fijo dispuestas sobre un borde de entrada/giratoria de cada álabe f jo, en donde los alabes fijos y el cortador de rodamiento se distribuyen alrededor de 360 grados de circunferencia del cuerpo de barrena y la mayoría de los elementos de corte de álabe fijo se encuentran dentro de 180 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena, y en donde por lo menos uno de los elementos de corte de álabe fijo en por lo menos uno de los álabes fijos se ubica para cortar el centro axial de la barrena.
13. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el número seleccionado de álabes fijos excede el número seleccionado de cortadores de rodamiento mediante por lo menos uno .
14. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque los elementos de corte de álabe fijo y los elementos de corte de cortador de rodamiento se combinan durante la operación de perforación para definir una superficie de corte congruente.
15. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque por lo menos dos de la pluralidad de álabes fijos son adyacentes entre sí y un cortador de rodamiento de intervención .
16. La barrena de perforación de tierra de 5 conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque 2/3 de los elementos de corte de álabe fijo se encuentran dentro de 180 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena .
17. Una barrena de perforación de tierra 0 caracterizada porque comprende: un cuerpo de barrena que tiene un eje longitudinal central que define el centro axial del cuerpo de barrena y configurado en su extremo superior para conexión con una sarta de perforación; 5 una pluralidad de álabes fijos que se extienden hacia abajo desde la barrena en la dirección axial; por lo menos un cortador de rodamiento colocado para rotación sobre el cuerpo de barrena; > una pluralidad de elementos de corte de álabe fijo 0 dispuesta sobre cada álabe fijo, v ' en donde los álabes fijos y cortadores de rodamiento se distribuyen alrededor de 360 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena, dos de los álabes fijos adyacentes entre sí sin cortador de rodamiento de 5 intervención, y en donde por lo menos uno de los elementos de corte de álabe fijo en por lo menos uno de los álabes fijo se ubica para cortar el centro axial de la barrena.
18. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque el número de álabes fijos excede el número de cortadores de rodamiento por al menos uno.
19. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada además comprende: una pluralidad de elementos de corte de cortador de rodamiento dispuestas sobre cada cortador de rodamiento.
20. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque Dios elementos de corte de álabe fijo y los elementos de corte de cortador de rodamiento se combinan durante la operación de perforación para definir una superficie de corte congruente.
21. La barrena de perforación de tierra de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque 2/3 de los elementos de corte de álabe fijo se encuentran dentro de 180 grados de la circunferencia del cuerpo de barrena .
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