Barrenas trícónicas

Las patentes de las barrenas trícónicas datan de antes de 1866. Sin embargo, solamente tres fueron emitidas antes del descubrimiento del Yacimiento de Spindletop, cerca de Beaumont, Texas, en 1901. En ese lugar se hicieron evidentes las ventajas del proceso rotario de perforación, y así fue reemplazando a los métodos anteriores. Su aceptación se debe a que es universal, tiene gran versatilidad y porsus buenos resultados en la perforación de pozos petroleros. Por esta razón, en este trabajo nos enfocaremos a este tipo de barrenas. 

Figura 1 Barrena tricónica.

Antecedentes 

Las barrenas trícónicas, como su nombre lo indica, tienen tres conos cortadores que giran sobre su propio eje, fueron introducidas entre 1931 y 1933. Básicamente similares a las modernas barrenas (fig. 1), fueron empleados para su construcción cojinetes antifricción y, en vez de tener los dientes en línea

sobre la longitud de un cono, cada hilera de dientes fue producida separadamente y escalonada con los dientes de las otras hileras. La figura 2 ¡lustra el escalonamiento de los dientes de acero de la hilera anterior respecto de la exterior. Esta característica dobla la velocidad de penetración y los metros (pies) por barrena; así, sucesivamente siguieron muchas mejoras en los cojinetes y en la estructura cortadora hasta 1948 con la introducción de las barrenas a chorro (fig. 1). 

Las toberas en las barrenas de este tipo envían el fluido de perforación a alta velocidad contra el fondo del pozo para remover y levantar las partículas a medida que la barrena afloja el terreno. Una importante modificación de las barrenas fue el empleo de insertos de carburo de tungsteno como elementos cortantes. Dichas barrenas, aparecidas en 1951, tenían insertos cilindricos de carburo de tungsteno que estaban redondeados en sus extremos, colocados a presión en agujeros patrones y hechos en los conos para formar la estructura cortadora. 

El primitivo extremo ovoide del inserto tenía la resistencia y capacidad de trituración necesarias para perforar de tres a diez veces más que las barrenas con dientes de acero en la formación más dura como pedernal. Generalmente, duraban más que los mejores cojinetes disponibles hasta entonces. En 1959, la primera aplicación práctica del balero sellado, del compensador de presión y del sistema de autocontenido de lubricación, proporcionó a los cojinetes de rodillos la ayuda necesaria para prolongar la vida de la barrena (fig. 5). 

Pero esto no fue adecuado para las barrenas con insertos de carburo de tungsteno. El más reciente y espectacular progreso llegó en 1969 con la introducción del cojinete de fricción (chumacera sellada). La duración de este cojinete fue pareja a la de los insertos de carburo de tungsteno en la estructura cortadora. Gracias a este adelanto, la vida de la barrena llegó a cuadruplicarse.