CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONES DE LOS COMPONENTES DE UN EQUIPO DE PERFORACIÓN PERFORACIÓN Ing. Carlos Alberto Frías Fraíre SISTEMAS DE PERFORACIÓN SISTEMA DE IZAJE SISTEMA DE ROTACIÓN SISTEMA CIRCULANTE DE FLUIDOS SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES SISTEMA DE POTENCIA SISTEMA DE IZAJE PRINCIPALES COMPONENTES DEL SISTEMA DE IZAJE: 1. MALACATE 2. CORONA 3. BLOCK VIAJERO 4. GANCHO 5. ELEVADOR 6. CABLE DE PERFORACIÓN 7. MASTIL O TORRE SISTEMA DE MALACATE o o o o o COMPONENTES Imagen El malacate es un conjunto de componentes de propulsión mecánica, que desarrolla las siguientes funciones: Proporciona fuerza de transmisión de características apropiadas, para permitir que se levanten cargas de tubería de perforación y de revestimientos con las unidades motrices del equipo. transmite movimientos a la rotaria, en la mayoría de los equipos. Existen rotarias con fuentes de fuerza independientes como motores eléctricos. Transmite fuerza a los cabrestantes, para las maniobras de armar y desarmar la tubería de perforación y de revestimiento. Existen dos métodos para describir un malacate por lo que respecta a su potencia, uno es mencionando el caballaje de entrada y el otro es dando la profundidad aproximada a la que puede perforar. Es la parte principal en el sistema de izaje en un equipo de perforación, por lo tanto se tiene que tener bastante cuidado en su mantenimiento, ya que esta unidad se somete a trabajo constante y pesado durante la perforación de un pozo, pues con este conjunto se da movimiento a la sarta de perforación, se introduce tubería de revestimiento y se ocupa para todas las maniobras que se requieren en la perforación de un pozo petrolero. MALACATE DE PERFORACIÓN Regresar a malacate Regresar a sistema de Izaje CONTINUA R MALACATE • • • • • • • • • • • • • • • • • • • EL MALACATE PRINCIPAL CONSTA BÁSICAMENTE DE: UNA FLECHA DE ENTRADA DE POTENCIA. UNA FLECHA TRANSMITIDA. UNA FLECHA SELECTIVA. UNA FLECHA DONDE SE INSTALA EL TAMBOR PRINCIPAL. UN MALACATE DE SONDEO, CABRESTANTE. UNA TOMA DE FUERZA PARA DAR MOVIMIENTO A LA MESA ROTARIA. FLECHA DE ENTRADA DE POTENCIA CONJUNTO CABRESANTES O MALACATE PRINCIPAL CONJUNTO CONTRA FLECHA DE LA ROTATORIA SISTEMA DE FRENOS DE UN MALACATE PRINCIPAL POLEAS Y RODILLOS CONJUNTO CAJA DE 90° FRENO HIDROMÁTICO SISTEMA NEUMÁTICO MALACATE NEUMÁTICO MOTOR DE ARRANQUE NEUMÁTICO CONSOLA DE INSTRUMENTOS EMBRAGUE NEUMÁTICO FRENO CROWN-OMÁTICO MALACATE •FLECHA DE ENTRADA DE POTENCIA • • • • • • • • • • • • • Este conjunto tiene como función en una transmisión de un malacate transmitir la potencia de los motores hacia la transmisión seleccionadora. Su aplicación en los malacates que se usan en la industria petrolera varía de acuerdo al tipo de malacate, con respecto a su tamaño y caballaje, este conjunto consta normalmente de: Flecha que sirve como eje a las Catarina y rodamientos. Rodamientos auto-alineable y rodamientos rectos y esféricos. Cuñas. Cajas para puntos de apoyo. Cadenas para trabajo pesado de paso triple. Espaciadores. Catarina. Retenes. Tambor de embrague Embrague neumático. Tornillería. Collarín de bronce. Acoplamientos deslizantes y en algunos malacates una contra flecha con sprockets y tambor para embragues neumáticos. •CONJUNTO CABRESTANTES O MALACATE PRINCIPAL Es un componente mecánico-neumático que esta acoplado a la flecha del malacate de sondeo y tiene como función, apretar y quebrar la tubería que se utiliza para efectuar operaciones en el interior de un pozo. Su potencia es en función al diámetro de sus pastas, y discos de fricción efectúa esta potencia entre 1000 y 1400 lbs. de torsión para lograr tal efecto con este componente se utiliza la energía de la transmisión del malacate de sondeo y con una presión de aire regulada a 120 psi, se actúa su mecanismo, por medio de un diafragma. existen cabrestantes mecánicos, accionados por un sistema de palancas articuladas. •CONJUNTO CABRESTANTES O MALACATE PRINCIPAL El cabrestante consta de: una flecha con pista embalatada, un carrete flotante apoyado en rodamientos de roles que facilitan su giro y desplazamiento axial, una caja de aire compuesta por un plato con cavidad y una manga con pista embalatada, la cual recibe la fuerza de la caja de aire para hacer el torque, rodamientos de roles, rodamientos de bolas para el empuje carcasa y un carrete de acero masivo acoplado en un extremo de la flecha principal el cual sirve para facilitar las maniobras de quebrar la tubería, levantar herramientas o componentes del equipo por medio de un enrollado de cable de manila •CONJUNTO CONTRA FLECHA DE LA ROTARIA La contra flecha de la rotaria es un conjunto que cumple con la función de transmitir movimiento a la mesa rotaria, ya sea que este movimiento se transmita por cadena o por medio de un embrague neumático o por medio de una flecha tipo cardan. Esta unidad consta de una flecha de acero, dos sprockets de entrada y salida de potencia, un embrague neumático equipado con tambor y cámara de aire, tornillos y rodamientos(pillo block). la contra flecha de la rotaria toma fuerza de la transmisión del malacate en la flecha selectiva •SISTEMA DE FRENOS DE UN MALACATE PRINCIPAL El sistema de frenos en un malacate tiene como función detener el deslizamiento de la tubería al interior de un pozo y esto se hace al accionar dos bandas que van montadas en dos tambores acondicionados en el carrete principal para servir de pista de contacto. Las bandas que se mencionan con anterioridad están a su vez interconectadas por un juego de articulaciones, que a su vez por medio de una flecha se acoplan a una palanca que acciona el sistema; por el otro extremo de las bandas están conectadas por medio de dos tornillos anclados a 2 torretas que a su vez conectan a un balancín estabilizador que se encuentra anclado a una vigueta de la estructura del piso, al accionar la palanca esta mueve al conjunto cerrando las bandas sobre la superficie de los tambores logrando con esto el frenado del carrete principal. CONJUNTO DE POLEAS, RODILLOS PARA LA GUIA DEL CABLE DE CABRESTANTES, RODILLOS PARA LA LÍNEA RÁPIDA Estos componentes auxiliares cumplen una función importante en el funcionamiento de un equipo, cuando se efectúan operaciones para sacar o meter tuberías, en el caso de los rodillos de cable (línea rápida) sirve para estabilizar el deslizamiento del cable sin tener movimiento excesivo hacia los lados, evitando así que los hilos de acero sufran flexión y por lo tanto calentamiento ya que en ocasiones, por este efecto el cable se alcanza a romper, las poleas y los rodillos de acero sirven como guía al cable de los cabrestantes y el cable de Manila para maniobras. •CONJUNTO CAJA DE 90° La caja de 90º es una transmisión especial de engranes helicoidales a 90º nivelados y se encuentra montada frente al malacate de donde toma la potencia a su vez y su función es transmitir movimiento a la mesa rotería por medio de una flecha cardan, con yugos y crucetas. Este arreglo de transmisión se encuentra en los malacates ideco 7.5". por la posición que observa la rotaría con respecto al malacate. •FRENO HIDROMÁTICO Freno hidromático como su nombre lo indica en un componente de aplicación necesaria en los equipos de perforación del tipo convencional y su funcionamiento se basa en el aprovechamiento de la fuerza hidráulica la cual se produce por la resistencia que genera el agua en su inferior la cual es presurizada por conducto de un estator y proyectada a los huecos aletados de un rotor produciendo una energía mecánica la cual es utilizada para complementar el frenado del carrete del malacate al cual se encuentra acoplado la potencia de frenado depende de la velocidad del fluido en la cámara del freno. Tomando en cuenta que el freno hidromático es solo un retardador para reducir las velocidades de desplazamiento de la tubería, se considera que por lo tanto debe estar acoplado de tal manera que forme parte del conjunto mecánico donde deberá trabajar sujetado y alineado correctamente, con resistencia y rigidez en su anclaje para evitar daños por cargas desconcentradas en la carcasa del mismo además de todo lo comentado anteriormente el hidromático debe contar con un sistema de fluido el cual debe suministrar un volumen suficiente de liquido limpio y fresco la demanda del liquido a través del freno. •SISTEMA NEUMÁTICO • • • • • Para hablar del sistema neumático de un equipo es necesario incluir todos sus componentes ya que estos están interconectados entre sí por una red de suministro de aire. la cual tiene su principio en la sección donde se ubican los compresores y partiendo de este punto diremos que consta de Compresores de aire, tanque de almacenamiento, válvulas de relevo, válvulas de paso y bloqueo, líneas, mangueras y conexiones para el suministro de aire, un gabinete que se denomina consola neumática, la cual consta de válvulas de control, manómetros y lubricadores, todos estos componentes tienen como función suministrar presión de aire controlada para hacer funcionar los diferente equipos y accesorios de un malacate como son: Cabrestantes de apretar y quebrar. Embragues de alta y baja velocidad. Embrague del freno hidromático. Embrague de los motores que transmiten la potencia al malacate. Embrague de la rotaria. •MALACATE NEUMÁTICO Esta unidad como su nombre lo indica, toma la potencia de una cabeza neumática, la cual recibe una presión de aire, el cual se distribuye alternadamente en sus émbolos de fuerza, generando una potencia rotaria, la cual se aprovecha para hacer maniobras, levantando pesos muertos o ayudar en algunos trabajos en el piso de un equipo de perforación. Consta de un cuerpo neumático, compuesto por un eje alternador, bielas, pistones, metales, cilindros, anillos, válvulas, una flecha que une al cuerpo neumático con la transmisión de engranes, la cual le proporciona movimiento al tambor del enrollado del cable, así como también consta de una banda de frenado con su articulación para accionar y un bastidor que sirve para armar el conjunto de este ensamble. •MOTOR DE ARRANQUE NEUMÁTICO El motor de arranque es un conjunto mecánico, neumático que se aplica como unidad secundaria, la cual sirve para dar movimiento a un motor diesel durante su etapa de arranque, estas unidades son variadas en su potencia ya que esta es de acuerdo con el tipo y tamaño del motor, que tiene que impulsar para lograr puesta en marcha. Normalmente estas unidades constan de un cuerpo neumático a base de un rotor, alabes, camisas, directriz y caja presurizadora, consta también de un sistema de engranes motrices, los cuales por medio de una relación en sus diámetros dan la potencia; la cual se transmite por medio de un bendix logrando girar un motor a la velocidad que se requiera para su puesta en marcha. •CONSOLA DE INSTRUMENTOS • • • • • • • • • • • • • • • • La consola de instrumentos en un equipo de perforación, reúne un conjunto de componentes que se utilizan para el control operativo de las unidades de perforación de un pozo petrolero. Existen tres tipos de consola para estos usos: Consola de controles mecánicos. Consola de controles neumáticos. Consolas de controles eléctricos y electrónicos. Las unidades que se operan desde una consola de instrumentos son: Motores de combustión interna. Malacate principal. Malacate neumático. Malacate de sondeo y cabrestante. Bombas de lodos. Bombas centrífugas. Compresores de aire. Mesa rotarias. Block viajero. Corona de mástil. Preventores. Motores eléctricos. •EMBRAGUE NEUMÁTICO • • • • • • • • • • • Un embrague neumático es un componente que sirve para conectar una transmisión en movimiento y transmitir este movimiento cuando sea requerido, esto se hace mediante un arreglo especial con accesorios que faciliten la operación de este componente. Un embrague neumático consta de: Carcasa Diafragma Muelles Barras de soporte Zapatas Blatas Herrajes Válvula de relevo Placa de un ensamble Líneas de suministro de aire Empaque selladores •FRENO CROWN-OMÁTICO Este conjunto de piezas es un sistema de protección para las coronas instaladas en los mástiles de los equipos de perforación, su función es detener al block viajero; Oportunamente antes de impactarse en la parte inferior de las coronas. Consta de las siguientes piezas: Gato actuador acoplado a la barra del freno principal del tambor lebus. Válvula togle, de paso, corte rápido y restablecedora. CORONA • • • • • • IMAGEN El bloque de corona es un componente que se utiliza para la elevación de equipos de perforación o de workover Características: El surco de la polea es tratado por enfriamiento aplacado, antibrasión con una larga vida útil Equipada con dispositivo de adjudicación por cable evitando que el cable rebote o caiga Equipada con la madera anti-colisión y red protectora Equipada con poste grúa para los servicios de bloque Equipada con bloque arena y bloque auxiliar Las poleas de bloque de corona y su polea viajera son totalmente intercambiables SISTEMA DE IZAJE CORONA REGRESAR A CORONA REGRESAR A IZAJE CONTINUA R BLOCK VIAJERO IMAGEN El conjunto de roldanas que ascienden y descienden en la torre. El cable enroscado a través de las roldanas se vuelve a enroscar (o a "pasar") por los bloques de corona fijos localizados en el extremo superior de la torre. Este sistema de poleas crea una gran ventaja mecánica para la acción del cable de perforación metálico, permitiendo la subida o la bajada de cargas pesadas (sarta de perforación, tubería de revestimiento y tuberías de revestimiento cortas) en el pozo SISTEMA DE IZAJE BLOCK VIAJERO BLOCK VIAJERO COMPONENTE SISTEMA DE IZAJE •ROLDANA IMAGEN Una polea. En el uso petrolero, el término se refiere generalmente a las poleas instaladas en forma permanente en el extremo superior del equipo de perforación (los bloques de corona), o a las poleas utilizadas para bajar las herramientas operadas con cable en el pozo. En el caso de los bloques de corona, el cable de perforación, un cable pesado, se enrosca entre los bloques de corona y los bloque viajeros en un arreglo de tipo aparejo de roldana para crear una ventaja mecánica. Un cable de perforación relativamente débil, con una resistencia a la rotura de unos 45 400 kg [100 000 libras], puede utilizarse para levantar cargas mucho más grandes, probablemente de más de 454 000 kg [un millón de libras]. Durante las operaciones con cable, en la torre de perforación se cuelgan provisoriamente dos roldanas, y el cable se baja desde el camión de adquisición de registros, pasando por las roldanas, hasta la herramienta de adquisición de registros que se encuentra en el pozo. BLOCK VIAJERO •ROLDANA ROLDANA SISTEMA DE IZAJE GANCHO IMAGEN El equipo de gran capacidad en forma de "J" utilizado para colgar varios otros equipos, en especial la unión giratoria y el vástago de perforación, los brazos del elevador o las unidades de mando superior. El gancho se fija a la parte inferior del bloque viajero (aparejo móvil) y permite levantar cargas pesadas con el bloque viajero. El gancho se encuentra trabado (el estado normal) o bien rota libremente, de modo que puede acoplarse o desacoplarse con los elementos posicionados en el piso de perforación, sin limitarse a una sola dirección. SISTEMA DE IZAJE GANCHO GANCHO SISTEMA DE IZAJE •UNIÓN GIRATORIA IMAGEN Un dispositivo mecánico que cuelga el peso de la sarta de perforación. Está diseñado para permitir la rotación de la sarta de perforación que se encuentra debajo, acarreando grandes volúmenes de lodo de perforación de alta presión entre el sistema de circulación del equipo de perforación y la sarta de perforación. GANCHO •UNIÓN GIRATORIA GANCH UNION GIRATORIA •VÁSTAGO DE PERFORACIÓN IMAGEN Una barra de acero larga, cuadrada o hexagonal, con un orificio perforado en el centro para proveer un trayecto de fluido. El vástago de perforación se utiliza para transmitir el movimiento rotativo desde la mesa rotativa o el buje del vástago a la sarta de perforación, a la vez que se puede bajar o subir la sarta de perforación durante la rotación. El vástago de perforación pasa por el buje del vástago de perforación, que es accionado por la mesa rotativa. El buje del vástago de perforación tiene un perfil interno que se ajusta al perfil externo del vástago (ya sea cuadrado o hexagonal), pero con dimensiones levemente más grandes de modo que el vástago puede desplazarse libremente en su interior, hacia arriba y hacia abajo. GANCHO •VÁSTAGO DE PERFORACIÓN GANCH VÁSTAGO DE PERFORACIO •UNIDAD DE MANDO SUPERIOR IMAGE N Un dispositivo que hace girar la sarta de perforación. Consta de uno o más motores (eléctricos o hidráulicos) conectados con el engranaje adecuado a una sección corta de tubería denominada manga tubular, que a su vez puede atornillarse en un empalme para desgaste o en la sarta de perforación propiamente dicha. La unidad de mando superior se encuentra suspendida del gancho, de manera que el mecanismo rotativo puede subir y bajar libremente en la torre. Esto difiere radicalmente del método más convencional de mesa rotativa y vástago de perforación para hacer girar la sarta de perforación porque permite llevar a cabo la perforación con tiros de tres uniones en lugar de uniones simples, y además permite que el perforador acople rápidamente las bombas o la mesa rotativa durante la manipulación de la tubería, lo que no puede realizarse fácilmente con el sistema de vástago de perforación. Aunque no llegan a ser una panacea, las unidades de mando superior modernas representan una mejora importante en la tecnología de equipos de perforación y constituyen un aporte importante a la capacidad para perforar pozos de alcance extendido más dificultosos. Además, la unidad de mando superior permite que los perforadores minimicen tanto la frecuencia como el costo por incidente del fenómeno de atascamiento de la tubería. GANCHO •UNIDAD DE MANDO SUPERIOR GANCH UNIDAD DE MANDO SUPERIOR ELEVADOR IMAGEN Un mecanismo articulado que puede cerrarse alrededor de la columna de perforación u otros componentes de la sarta de perforación para facilitar su bajada o su extracción del pozo. En posición cerrada, los brazos del elevador se traban entre sí para formar un anillo de sustentación de la carga alrededor del componente. El tamaño del resalto o del ahusamiento del componente a subir es mayor que el diámetro interno del elevador cerrado. En posición abierta, el dispositivo se divide aproximadamente en dos mitades y puede ser girado con respecto al componente de la sarta de perforación SISTEMA DE IZAJE ELEVADOR ELEVADOR SISTEMA DE IZAJE CABLE DE PERFORACIÓN IMAGEN Es una máquina simple, que está compuesto de un conjunto de elementos que transmiten fuerzas, movimientos y energía entre dos puntos Todo cable de acero debe cumplir con normas internacionales reconocidas, como es el caso del A.P.I. (Instituto Americano del Petróleo, A.S.T.M(Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales) COMPONENT SISTEMA DE IZAJE CABLE DE PERFORACION IMAGEN Componentes del cable de perforación Alambre preformado. Fabricado de acero al alto carbón. Torón preformado. Fabricado de alambres de acero. Alma. Fabricada de alambres de acero CABLE DE PERFORACIÓN CABLE DE PERFORACIÓN CABLE DE PERFORACIÓN SISTEMA DE IZAJE COMPONENT CABLE DE PERFORACIÓN ALMA TORÓN COMPONENTE CABLE DE SISTEMA DE IZAJE MÁSTIL DE PERFORACIÓN IMAGE N La estructura utilizada para sustentar el bloque de corona y la sarta de perforación. Los mástiles suelen tener forma rectangular o trapezoidal y exhiben gran rigidez, característica importante para los equipos de perforación terrestres cuyo mástil se recuesta cuando el equipo se mueve. Por ser más pesados que las torres de perforación convencionales no suelen encontrarse en los ambientes marinos, donde el peso constituye una preocupación más importante que en las operaciones terrestres. TORRE DE PERFORACÓN SISTEMA DE IZAJE MÁSTIL DE PERFORACIÓN TORRE DE PERFORACÓN MÁSTIL DE PERFORACIÓN SISTEMA DE IZAJE TORRE DE PERFORACIÓN IMAGEN La estructura utilizada para soportar los bloques de corona y la sarta de perforación de un equipo de perforación. Las torres de perforación tienen generalmente forma piramidal y ofrecen una buena relación resistencia-peso. Si el diseño de la torre de perforación no permite que ésta sea desplazada fácilmente como una sola pieza, herreros especializados deben ensamblarla pieza por pieza, y en ciertos casos desensamblarla para el desplazamiento. SISTEMA DE IZAJE TORRE DE PERFORACIÓN TORRE DE PERFORACIÓN SISTEMA DE IZAJE SISTEMA DE ROTACION MESA ROTARIA LA SARTA DE PERFORACIÓN BARRRENA SISTEMAS DE PERFORACION MESA ROTARIA COMPONENTES DE LA MESA ROTARIA IMAGE N La sección giratoria o rotaria del piso de perforación que proporciona la potencia para hacer girar la sarta de perforación en el sentido horario (como se ve desde arriba). El movimiento rotativo y la potencia son transmitidos a la sarta de perforación través del buje del vástago de perforación y del vástago. Cuando la sarta de perforación está rotando, la brigada de perforación generalmente describe la operación simplemente como "rotación a la derecha", "giro a la derecha" o "rotación en el fondo". Casi todos los equipos de perforación de nuestros días están provistos de una mesa rotaria, como sistema principal o sistema de apoyo para rotar la sarta de perforación. La tecnología de uniones de mando superior, que permite la rotación continua de la sarta de perforación, ha reemplazado a la mesa rotaria en ciertas operaciones. Hoy en día, pocos equipos de perforación se fabrican con sistemas de mando superior solamente, y carecen del sistema de vástago tradicional. SISTEMA DE ROTACIÓN MESA ROTARIA MESA ROTARIA SISTEMA DE ROTACION COMPONENTES DE LA MESA ROTARIA •COMPONENTE DE LA MESA ROTARIA IMAGEN Otro término para buje del vástago de perforación, adaptador que sirve para conectar la mesa rotativa al vástago de perforación. El buje del vástago de perforación tiene un perfil de diámetro interno que se ajusta al del vástago, generalmente cuadrado o hexagonal. Se conecta a la mesa rotativa mediante cuatro pasadores de acero grandes que se encastran en los orificios de acoplamiento de la mesa rotativa. El movimiento rotativo de la mesa es transmitido al buje a través de los pasadores, y luego al vástago de perforación propiamente dicho a través de las superficies planas cuadradas o hexagonales existentes entre el vástago de perforación y el buje del vástago. Luego, el vástago de perforación hace girar la sarta de perforación entera porque se encuentra atornillado al extremo superior de la sarta propiamente dicha. Las mediciones de profundidad se referencian generalmente al vástago de perforación; por ejemplo, 8327 pies KB significa 8327 pies por debajo del buje de perforación. MESA ROTARIA BUJE DE VÁSTAGO COMPONENTES DE LA ROTARIA MESA ROTARIA SISTEMA DE ROTACION SARTA DE PERFORACIÓN IMAGEN Es aquel conjunto de tubos y/o herramientas que se meten al pozo La sarta esta compuesta por los siguientes elementos: 1. Tubería de perforación (TP) 2. Lingada y/o parada 3. Tubería de revestimiento 4. Drill Collar (DC) 5. Heavy Weight (Tubería Pesada, HW) SISTEMA DE ROTACION SARTA DE PERFORACIÓN SISTEMA DE ROTACION SARTA DE PERFORACIÓN IMAGEN TUBERÍA DE PERFORACIÓN (TP) Es aquella que se utiliza para realizar viajes al fondo del pozo con el objetivo de perforar, circular, repasar y otros, también es llamada tubería de trabajo, normalmente mide 9 metros SISTEMA DE ROTACION SARTA DE TUBERÍA DE PERFORACIÓN (TP) SISTEMA DE ROTACION TUBERIA DE PERFORACIÓN SARTA DE PERFORACION LINGADA Y/O PARADA IMAGEN Es aquel grupo de TP formado por dos o tres tubos, la lingada de tres por lo general mide 27 metros SISTEMA DE ROTACION SARTA DE PERFORACION LINGADA Y/O PARADA SISTEMA DE ROTACION LINGADA Y/O PARADA SARTA DE PERFORACION TUBERÍA DE REVESTIMIENTO (TR) IMAGE N Es aquella tubería que es introducida a un pozo y cementada con el objetivo de aislar zonas débiles o formaciones deleznables SISTEMA DE ROTACION SARTA DE PERFORACION TUBERÍA DE REVESTIMIENTO (TR) (TR) TUBERIA DE REVESTIMIENTO SISTEMA DE ROTACION TUBERIA DE REVESTIMIENTO (TR) SARTA DE PERFORACION DRILL COLLAR (DC) IMAGE N Tubería de mayor diámetro exterior a la TP y de menor diámetro interior a la TP, utilizada para darle peso a la barrena y se coloca arriba de ella SISTEMA DE ROTACION SARTA DE PERFORACION DRILL COLLAR (DC) SISTEMA DE ROTACION DRILL COLLAR (DC) SARTA DE PERFORACION HEAVY WEIGHT (HW) IMAGE N Es del mismo diámetro exterior que la TP, pero de menor diámetro interior, por lo tanto su peso unitario es mayor a la TP, pero menor al del Drill Collar (DC), se coloca arriba de los DC SISTEMA DE ROTACION SARTA DE PERFORACION HEAVY WEIGHT (HW) SISTEMA DE ROTACION HEAVY WEIGHT (HW) SARTA DE PERFORACION BARRENA Herramienta que sirve apara perforar, generalmente va en la punta de la sarta Las clasificaciones de la barrena son: Cortadores fijos: PDC Diamantes Diamante natural Diamante impregnado TSP Tricónicas Insertos Fresados SISTEMA DE ROTACION BARRENAS TRICÓNICAS Identificaciones de partes A. PIÑÓN B. PIERNA C. CONO D. MUÑON E. COMPENSADOR F. RODAMIENTO G. TOBERA H. FALDON SISTEMA DE ROTACION SISTEMA CIRCULANTE DE FLUIDOS El trayecto sinuoso completo que recorre el fluido de perforación. Comenzando en las presas de lodo, después pasando por las bombas, posteriormente pasa por las stand pipe, y continuando su recorrido por las mangueras y cuellos de ganso hasta llegar a la unión giratoria, y con la flecha kelly que, unirá a la sarta para viajar por el espacio anular interior hasta llegar a la barrena el cual es liberado por las toberas a determinadas presiones, después el recorrido continua pasando por los espacios anulares entre el pozo y la tubería, hasta llegar a la línea de flote donde nuevamente es incorporado a las temblorinas y a las presas COMPONENT SISTEMAS DE PERFORACIÓN SISTEMA CIRCULANTE DE FLUIDOS 1. PRESAS 2. BOMBA DE LODOS 3. STAND PIPE 4. MANGUERA 5. CUELLO DE GANSO 6. UNION GIRATORIA 7. KELLY 8. SARTA 9. BARRENA 10.ESPACIO ANULAR AGUJERODC 11.ESPACIO ANULAR AGUJERO-TP 12.LÍNEA DE FLOTE 13.TEMBLORINAS Y PRESAS SISTEMA CIRCULANTE SISTEMAS DE DE FLUIDOS PERFORACIÓN •PRESAS • • • COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCULACION IMAGEN Su función principal radica en Descarga, Aislamiento y Succión Generalmente se utilizan tres presas conectadas entre sí, con la capacidad suficiente para almacenar cuando menos 1.5 veces el volumen total del pozo. Presa 1.- Es conocida como presa de descarga ya que en ella es donde descarga el pozo, es aquí donde se instala la temblorina para eliminar los recortes de mayor tamaño (40 micras). Presa 2 .- Es conocida como presa de asentamiento, es aquí donde se le da tratamiento al lodo y se instala el equipo de control de sólidos para eliminar los sólidos de menor tamaño. Presa 3 .- Es conocida como presa de succión porque de aquí la bomba de lodos succiona el lodo para enviarlo al pozo. •PRESAS PRESA 3 PRESA 2 PRESA 1 PRESAS COMPONENTES DEL SISTEMA DE •BOMBA DE LODOS El componente más importante en el sistema de circulación es la bomba de lodos y la potencia hidráulica suministrada por ésta, ya que de esto dependerá el gasto y la presión requeridas para una buena limpieza del pozo. Se compone de dos partes: Mecánica e Hidráulica Ambas partes son accionadas al aplicarle potencia un motor de combustión interna o un motor eléctrico. TIPOS DE BOMBAS COMPONENTES DEL SISTEMA DE TIPOS DE BOMBAS En la industria petrolera se utilizan dos tipos de bombas: Bomba duplex.- Estas bombas se caracterizan por estar constituidas de dos pistones y manejar altos gastos pero baja presión de descarga. Son de doble acción, o sea que bombean el fluido en los dos sentidos. En la actualidad estas bombas se utilizan en los equipos que reparan pozos ó en perforación somera. La presión máxima recomendada de trabajo para estas bombas es de 3,000 lb/pg2 Bomba triplex.- Están constituidas por tres pistones de acción simple y se caracterizan por manejar altas presiones de descarga y altos gastos y son de fácil mantenimiento. Estas bombas son las más utilizadas en la industria petrolera COMPONENTES DEL SISTEMA DE BOMBA DE LODOS BOMBA TRIPLEX COMPONENT ES IMAGEN Esta compuesta por dos partes: Extremo mecánico.- parte de la bomba donde se recibe el impulso de potencia por los motores eléctricos o mecánicos. Esta formado por: Viela Flecha impulsora Piñón Catarinas Parte hidráulica.- cuerpo de la bomba en el que se alojan las camisas, vástagos, pistones, asientos, válvulas de asiento, resortes, empaques, tapas, tornillos, tuercas y prensa estopa. Todos los elementos en conjunto e internos de la bomba, realizan la tarea de succionar el fluido de las presas y descargarlo a presión por las líneas de descarga a donde sea dirigido TIPO DE BOMBAS BOMBA TRIPLEX Parte Mecánica Parte Hidráulica COMPONENT BOMBA TRIPLEX BOMBA TRIPLEX DESCARGA CÁMARA DE PULSACIONES MULTIPLE DE DESCARGA VÁLVULAS DE DESCARGA PISTÓN CAMISA LÍNEA DE SUCCIÓN BOMBA TRIPLEX VÁLCULAS DE SUCCIÓN MÚLTIPLE DE SUCCIÓN COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCULACION •STAND PIPE IMAGEN Es una pieza tubular fijada a una pierna del mástil, en el extremo inferior se conecta con la descarga de la bomba y en el extremo superior se conecta a una manguera flexible de alta presión COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCULACION •STAND PIPE STAND PIPE STAND PIPE COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCULACION •MANGUERA, CUELLO DE GANSO Y SWIVEL El cuello de ganso es una pieza tubular que une a la manguera flexible con el swivel. El swivel se conecta en su parte inferior con la flecha o kelly y nos permite girar la sarta de perforación mientras se circula IMAGEN COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCULACION •MAGUERA, CUELLO DE GANSO Y SWIVEL CUELLO DE GANSO MANGUERA SWIVEL COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCULACION •TEMBLORINAS IMAGEN La temblorina es el primer equipo utilizado para el control de los sólidos producto de la perforación, se instala sobre la presa de descarga, consta de una malla que es vibrada mediante un motor. El tamaño de las partículas retenidas depende del tamaño de la malla utilizada, generalmente retiene partículas mayores de 40 micras COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCULACION •TEMBLORINAS TEMBLORINA S COMPONENTES DEL SISTEMA DE CIRCULACION SISTEMA DE PREVENCIÓN DE REVENTONES Son equipos que se utilizan para cerrar el pozo y permitir que la cuadrilla controle un cabeceo o arremetida antes de que ocurra un reventón. Existen dos tipos básicos de preventores: Anular Ariete El sistema para control del pozo tiene 3 funciones: Cerrar el pozo en caso de un influjo imprevisto Colocar suficiente contra-presión sobre la formación Recuperar el control primario del pozo Componentes: Estranguladores Acumuladores Separador de lodo y gas Desgasificador Líneas de matar SISTEMAS DE Tanque de viaje PERFORACIÓN PREVENTORES ANULARES IMAGEN Poseen un elemento de goma que sella al cuadrante, la sarta de perforación, los portamechas o al hoyo mismo si no existiere sarta en el hoyo. SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES PREVENTORES ANULARES PREVENTORES ANULARES SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES PREVENTORES DE ARIETE Consisten de grandes válvulas de acero (arietes) que tienen elementos de goma que sirven de sello. Preventores de Ariete Ciego: Se utiliza para sellar un hoyo abierto. Preventores de Corte o Cizallamiento: Permiten cortar la tubería de perforación en el caso de que los otros preventores fallen, y así podes cerrar el pozo en el caso de una arremetida. SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES PREVENTORES DE ARIETE CIEGO PREVENTORES DE ARIETE SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES PREVENTOR DE ARIETE DE CORTE PREVENTORES DE ARIETE SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES ESTRANGULADORES IMAGEN Son válvulas que pueden abrirse o cerrarse completamente, existen muchísimas posiciones entre los dos extremos para circular la arremetida hacia fuera y bombear lodo nuevo hacia el hoyo. A medida que el influjo va saliendo del hoyo, se va reduciendo la apertura del estrangulador a posiciones que mantienen la suficiente presión para permitir que salga el influjo y lodo, pero no permite que salga mas fluido de perforación. SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES ESTRANGULADORES SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES ACUMULADOR IMAGE N Son varios recipientes en forma de botella o esféricos están localizados en la unidad de operaciones y es allí donde se guarda el fluido hidráulico. Posee líneas de alta presión que llevan el fluido hidráulico a los preventores y cuando las válvulas se activan, el fluido causa que los preventores actúen. Ya que los preventores se deben poder sellar rápidamente cuando es necesario, el fluido hidráulico se tiene que poner bajo 1.500 a 3.000 psi de presión utilizando el gas nitrógeno contenido en los recipientes. SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES ACUMULADOR SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES SEPARADOR DE LODO Y GAS IMAGE N Es una pieza esencial en una instalación para poder controlar una arremetida de gas. Este equipo permite restaurar el lodo que sale del pozo mientras ocurre un cabeceo y así que se puede separar el gas y quemarlo a una distancia segura de la instalación. Interiormente esta constituido por deflectores que hacen que cantidades de lodo y gas se muevan más despacio y un arreglo en forma de “S” en el fondo permiten que el lodo fluya hacia el tanque del vibrador mientras mantiene el gas por encima del lodo. El tubo de descarga en la parte superior permite que el gas se queme sin hacer mucha presión en le lodo. SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES SEPARADOR DE LODO Y GAS SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES DESGASIFICADOR IMAGE N Permite la separación continua de pequeñas cantidades de gas presentes en lodo para evitar la reducción de la densidad del mismo, la eficiencia de la bomba del lodo y la Presión hidrostática ejercida por la columna del lodo. SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES DESGASIFICADOR SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES LÍNEAS DE MATAR IMAGE N Van desde la bomba del lodo al conjunto de válvulas de seguridad, conectándose a estas en el lado opuesto a las líneas de estrangulación. A través de esa línea se bombea lodo pesado al pozo hasta que la presión se haya restaurado, lo cual ocurre cuando se ejerce suficiente presión hidrostática contra las paredes del hoyo para prevenir cualquier irrupción de fluido al pozo. SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES LÍNEAS DE MATAR SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES TANQUE DE VIAJE IMAGE N Es una estructura metálica utilizada con la finalidad de contabilizar el volumen de lodo en el hoyo durante los viajes de tuberías; permiten detectar si la sarta de perforación esta desplazando o manteniendo el volumen dentro de hoyo cuando se meta o se saque la tubería del mismo. Posee una escala graduada que facilita la medición más exacta de estos volúmenes. SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES TANQUE DE VIAJE SISTEMA DE PREVENCION DE REVENTONES SISTEMA DE POTENCIA La potencia generada por los motores primarios debe transmitirse a los equipos para proporcionarle movimiento. Si el taladro es mecánico, esta potencia se transmite directamente del motor primario al equipo. Si el taladro es eléctrico, la potencia mecánica del motor se transforma en potencia eléctrica con los generadores. Luego, esta potencia eléctrica se transmite a motores eléctricos acoplados a los equipos, logrando su movimiento SISTEMAS DE PERFORACIÓN CONTINUAR SISTEMA DE POTENCIA Mecánicamente o eléctricamente, cada torre de perforación moderna utiliza motores de combustión interna como fuente principal de energía o fuente principal de movimiento. La mayoría de las torres necesitan de más de un motor para que les suministre la energía necesaria. Los motores en su mayoría utilizan diesel, por que el diesel como combustible es más seguro de transportar y de almacenar a diferencia de otros combustibles tales como el gas natural, el gas LP o la gasolina. SISTEMAS DE PERFORACIÓN CONTINUAR MOTORES DIESEL IMAGEN Los motores de diesel no tienen bujías como los de gasolina. La combustión se provoca por el calor generado por la compresión, que hace que se encienda la mezcla de gas y aire dentro del motor Todo el tiempo el gas es comprimido, por lo que su temperatura se mantiene en un alto nivel, facilitando esta acción. Así, los motores de diesel son llamados “motores de combustión–ignición”, a diferencia de los motores de gasolina que son llamados “chispa–ignición”. Como el tamaño de una torre de perforación depende de que tan hondo sea el agujero que se vaya a perforar, se pueden tener desde uno y hasta cuatro motores, ya que mientras una torre sea más grande, podrá perforar mas hondo y por lo tanto necesitará de más energía, por ejemplo, las torres grandes tienen de tres a cuatro motores, proporcionando un total de 3000 HP (2100 KW). Como ya se mencionó, para transmitir la potencia desde la fuente primaria hasta los componentes de la instalación existen dos métodos el mecánico y el eléctrico. SISTEMAS DE PERFORACIÓN MOTORES DIESEL SISTEMAS DE PERFORACIÓN MOTORES DIESEL TRANSMISIÓN MECÁNICA DE ENERGÍA En una instalación de transmisión mecánica, la energía es transmitida desde los motores hasta el malacate, las bombas y otra maquinaria a través de un ensamble conocido como la central de distribución, la cual está compuesta por embragues, uniones, ruedas de cabilla, correas, poleas y ejes, todos los cuales funcionan para lograr la transmisión de energía MOTORES IMAGEN TRANSMISIÓN MECÁNICA DE ENERGÍA MOTOR ELÉCTRICO DE MALACATE CABINA DE CONTROL TRANSMISIÓN MECANICA DE ENERGIA MOTORES TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE ENERGÍA Las instalaciones diesel-eléctricas utilizan motores diesel, los cuales le proporcionan energía a grandes generadores de electricidad. Estos generadores a su vez producen electricidad que se transmite por cables hasta un dispositivo de distribución en una cabina de control, de ahí la electricidad viaja a través de cables adicionales hasta los motores eléctricos que van conectados directamente al equipo, el malacate, las bombas de lodo y la mesa rotaría CONTINUAR TRANSMISIÓN ELÉCTRICA DE ENERGÍA El sistema diesel-eléctrico tiene varias ventajas sobre el sistema mecánico siendo la principal, la eliminación de la transmisión pesada y complicada de la central de distribución y la transmisión de cadenas, eliminando así la necesidad de alimentar la central de distribución con los motores y el malacate, otra ventaja es que los motores se pueden colocar lejos del piso de la instalación, reduciendo el ruido en la zona de trabajo. MOTORES
