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.
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Figura 1 Barrena tricónica.
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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.
