Hidráulica óptima

La ecuación del costo por metro utilizada no incluye los costos provocados por el bombeo asociados con la optimización de la hidráulica de la barrena. Sin embargo, puesto que el costo del bombeo es generalmente pequeño comparado con el costo diario del aparejo, esto no es una limitación seria. Nelson18 demostró que los gastos debidos al bombeo se pueden relacionar con los caballos de fuerza hidráulicos desarrollados por la bomba. Observando la ecuación 1, podemos ver que el ritmo de penetración será máximo cuando el término «8 x8 sea máximo. Como se muestra en el punto Derivación de ecuaciones básicas, esto se logra seleccionando el tamaño de toberas y las condiciones de operación de bombas para que las caídas de presión a través de la barrena, Pb, estén relacionadas con la máxima presión de bombeo, Pp, por:

Rango de profundidad 

Velocidad de rotación (rpm) Peso sobre barrena por pulgada de diámetro de la barrena (1,000lb/pg) Donde m es la pendiente de una gráfica de caída de presión parásita contra gasto de flujo en papel doble logarítmico. Observe que de acuerdo con la ecuación anterior, la fuerza de impacto en las toberas, así como la función del número de Reynolds x8 es maximizada. Las consideraciones teóricas indican un valor de 1.8 para m. Sin embargo, Scott ha reportado valores calculados de m tan bajos como 1.0. La caída de presión a través de la barrena se estima a un gasto normal de circulación y a un gasto de circulación reducido, aplicando la ecuación de orificio o la regla de deslizamiento hidráulico. 

La pérdida de presión parásita total se determina como la diferencia entre la presión en la tubería vertical y la caída de presión a través de la barrena. Conociendo las caídas de presión parásita a 2 gastos se puede estimar gráficamente el exponente m (ver figura 45). El gasto de flujo óptimo y la caída de presión a través de la barrena se puede calcular con la última ecuación.