02 Sistemas Basicos Del Equipo de Perforacion

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación

Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación Contenido 2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 1. Sistema de potencia 2. Sistema para levantamiento de cargas 3. Sistema de rotación 4. Sistema de circulación de fluidos 5. Sistema para la prevención y control de brotes Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación Contenido 2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 1. Sistema de potencia 2. Sistema para levantamiento de cargas 3. Sistema de rotación 4. Sistema de circulación de fluidos 5. Sistema para la prevención y control de brotes Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación


Los cinco sistemas más importantes en un equipo de perforación: 2.1. Sistema de Potencia 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas 2.3. Sistema de Rotación 2.4. Sistema Circulante de Fluidos 2.5. Sistema de Prevención y Control de Brotes



2.1. Sistema de Potencia


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia

 Componentes: 2.1.1 Generación de Potencia 2.1.2 Transmisión de Potencia • Transmisión Mecánica • Transmisión Eléctrica


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia Según la potencia generada y transmitida, los equipos de perforación pueden ser : 1.

Equipos Mecánicos: Generación de Potencia Mecánica por los motores primarios Transmisión Mecánica (ejes acoplados con cremalleras, cadenas, correas, etc.) para operar los sistemas del equipo Todavía se tienen algunas de estas unidades operando pero están descontinuadas. Han sido reemplazadas por equipos eléctricos o hidráulicos

2.

Equipos Diesel – Eléctricos DC:

“Equipos DC – DC”: Generación de Corriente Directa (DC) para los motores de Corriente Directa (DC) que operan los sistemas Fueron la primera generación de equipos eléctricos hasta comienzos de los años 60 pero todavía se operan algunas unidades de perforación con este sistema Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia Según la potencia generada y transmitida, los equipos de perforación pueden ser : 3.

Equipos Diesel – Eléctricos AC = Equipos SCR

“Equipos AC – DC”: Generación de Corriente Alterna (AC) que se convierte en Corriente Directa (DC) con un Rectificador Controlado de Silicio(SCR) para los motores de corriente directa que operan los sistemas Desarrollados en los años 60 con el uso extensivo de diodos y transistores 4.

Equipos Diesel – Eléctrónicos:

“Equipos AC – AC”: Generación de Corriente Alterna (AC) usada sin cambios por los motores de corriente alterna AC que operan todos los sistemas básicos y auxiliares (no requieren de SCR) De reciente desarrollo. Utilizan circuitos electrónicos impresos y ordenadores Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia Equipos Diesel – Eléctricos AC/DC = Equipos SCR Cátodo auxiliar

Ánodo

Cátodo

Puerta

SCR Entrada de Corriente AC

Salida de corriente DC

o d a c i f i t c e R o d a r t l i F

o d a l e v i N


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia Equipos Diesel – Eléctricos AC / AC


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia •

Generación de Potencia: Tanto para los equipos mecánicos como para los equipos eléctricos, la potencia se origina en los Motores Primarios que son Motores de Combustión Interna, impulsados con diesel (ó “motores diesel”) • La Potencia Mecánica de los motores primarios: 1. Se transmite sin transformaciones en los equipos mecánicos 2. Impulsa los Generadores de Corriente en los equipos eléctricos: a. Generador de Corriente Eléctrica Directa, DC b. Generador de Corriente Eléctrica Alterna, AC Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Generación de Potencia Motores Primarios (Motores Diesel) :

• Son motores de combustión interna alimentados por mezclas de aire comprimido de la atmósfera y aceite diesel inyectado que se queman en las cámaras de combustión para producir la energía mecánica primaria • Pueden operar en forma independiente o acoplados en paralelo de acuerdo con los requerimientos de potencia mecánica o eléctrica de la instalación


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Generación de Potencia Motores Primarios (Motores Diesel) :


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Generación de Potencia Motores Primarios (Motores Diesel) : • La combustión de la mezcla explosiva del aire comprimido y el diesel inyectado en aerosol impulsa el pistón hacia abajo y lo hace subir al completar el ciclo • Los pistones mueven las bielas conectadas al “cigüeñal” y este la volante que se acoplará a las transmisiones mecánicas para impulsar los equipos o los generadores eléctricos • Los pistones pueden tener2 o 4 posiciones en el ciclo de combustión (motores de 2 o de 4 tiempos)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Generación de Potencia Motores Primarios (Motores Diesel) : •

En algunos motores el aire puede ser tomado directamente de la atmósfera y en otros es cargado en las cámaras con cargadores de turbina (turbo alimentados)

•

El aire comprimido en las cámaras se calienta a una temperatura de 1000°F lo cual produce la ignición del combustible inyectado


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Generadores DC • Reciben la potencia mecánica de los motores primarios por acople directo y producen corriente eléctrica directa (DC) • Los primeros equipos eléctricos fueron diseñados con el sistema DC/DC: • Generación de corriente directa DC que se transmite por cables eléctricos a los motores DC que mueven los sistemas principales del equipo (malacate, bombas, mesa rotaria) • Los motores AC para los equipos auxiliares (centrífugas, compresores, campamento, etc.) reciben la potencia de un generador AC independiente


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia 2. Equipos Diesel – Eléctricos DC/DC - “Generador DC”






2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Generadores AC (Alternadores): •

Reciben la potencia mecánica de los motores primarios por acople directo y producen corriente eléctrica alterna (AC)

•

La mayoría de los equipos Diesel - Eléctricos operan con el sistema AC/DC: • Generador de corriente alterna AC movido por motores primarios • Rectificador SCR para convertir la corriente alterna en corriente directa, DC • Transmisión de potencia eléctrica a los motores DC que operan los sistemas • Los motores AC auxiliares reciben la potencia eléctrica tal como sale del generador, sin rectificar.


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia

• Generadores AC (Alternadores):



Motores Eléctricos (Motores Secundarios) En los equipos Diesel – Eléctricos la potencia eléctrica producida alimenta dos tipos de motores eléctricos para operar los sistemas de la unidad de perforación:

1. Motores de Corriente Directa, DC a.

Son utilizados por la mayoría de los equipos Diesel - Eléctricos

b.

Requieren de un convertidor SCR si la corriente generada es alterna, AC

2. Motores de Corriente Alterna Trifásica, AC a.

De baja potencia para operar los sistemas auxiliares en el equipo (bombas centrífugas alimentadoras, compresores, bombas hidráulicas)

b.

De alta potencia para operar los sistemas principales de la unidad de perforación (malacate, bombas de lodo, top drive, sistemas hidráulicos, etc.) Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación


Motores Eléctricos (Motores Secundarios) 1. Motores de Corriente Directa, DC









Motores Eléctricos (Motores Secundarios) 2. Motores de Corriente Alterna Trifásica, AC









Características de los motores eléctricos DC y AC 1. Motores eléctricos DC Vs. Motores Diesel: a.

Los motores eléctricos DC desarrollan más torque a bajas velocidades que los motores diesel de igual potencia.

b. Ampliamente utilizados en los equipos DC/DC y AC/DC

2. Motores eléctricos AC Vs. Motores eléctricos DC: a.

Los motores AC son más pequeños y livianos que los DC de igual potencia

b.

Control preciso de torque y potencia entregada a todas las velocidades

c.

Desarrollan mayor torque y velocidad que los DC de igual potencia

d.

Pueden hacer más trabajo con menos energía = ahorro de combustible y costos de operación Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación


Características de los motores eléctricos DC y AC 2. Motores eléctricos AC Vs. Motores eléctricos DC: e. Los AC son más livianos que los DC de igual potencia f.

Los AC no utilizan escobillas de carbón y tienen menos partes móviles = menor mantenimiento

En resumen, los motores eléctricos AC se pueden desempeñar mejor que los DC de igual potencia; son más versátiles y fáciles de controlar en todas las condiciones y requieren menos mantenimiento


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Transmisión Eléctrica para equipos DC/DC:


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia •Transmisión Mecánica Consiste de una serie de correas, cadenas, poleas, piñones dentados y engranajes que enlazan uno o varios motores primarios con los sistemas principales (malacate, bombas de lodo, mesa rotaria, etc.) Se denomina también Transmisión Compuesta o de Conjunto (“Compound”)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia Resumen del Sistema de Transmisión de la Potencia Equipos Mecánicos

Equipos Eléctricos


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Requerimientos de Potencia El requerimiento total de potencia de la unidad de perforación es la suma de los requerimientos de potencia individuales para: a. Malacate b. Mesa Mesa ro rota taririaa o tr tran ansm smis isió iónn sup super erio iorr “To “Topp Dri Drive ve”” c. Bombas de lodo d. Si Sist stem emaa de de man manej ejoo de de llod odos os (bom (bomba bass cen centr trífífug ugas as)) e. Reque Requeririmi mien ento toss auxil auxilia iare ress de potenc potencia ia para para ilum ilumin inac ació iónn y equipos misceláneos (compresores, campamento, etc.)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.1. El Sistema de Potencia • Requerimientos de Potencia 1. La pote potenc ncia ia re real al re requ quer erid idaa en un mome moment ntoo dad dadoo depe depend ndee de de la operación que se esté llevando a cabo. 2. La pote potenc ncia ia máxi máxima ma es ut utililiz izad adaa cua cuand ndoo se se est estáá cir circu cula land ndoo y levantando la sarta al mismo tiempo 3. Se ut utililiz izaa la la pot poten enci ciaa mín mínim imaa cua cuand ndoo se se cor corre renn los los re regi gist stro ross geofísicos o cuando se llevan a cabo pruebas de producción, DST



2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas •Componentes • Equipo de Soporte •Torre o Mástil •Subestructura

• Equipo de Levantamiento •Bloque de corona •Bloque viajero •Gancho •Cable de perforación •Malacate


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas •Consideraciones para el diseño: 1. Profundidad final o total del agujero a perforar 2. Carga máxima esperada sobre el equipo de levante: perforando ó corriendo las sartas de revestimiento 3. Capacidad de carga del mástil y de los componentes del sistema de levante en los equipos de perforación disponibles


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de soporte • Torre de Perforación o Mástil Provee el espacio vertical necesario para correr los tubulares dentro o fuera del pozo y para almacenarlos.

•Sub – Estructura Proporciona el área de trabajo, soporta el peso de la torre y de los tubulares estibados en ella y provee el espacio para instalar el conjunto preventoras sobre el cabezal del pozo y debajo del piso de perforación Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento

• Bloque de corona 1. Polea de la línea rápida 2. Retenedor del eje principal 3. Eje principal 4. Polea de la línea de desarenar 5. Balero del eje principal 6. Polea de la línea muerta


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Bloque viajero 1. 2. 3. 4. 5.

Cuerpo Poleas Amortiguador de impactos Gancho giratorio Balero principal


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Factor de eficiencia de las poleas. Poleas en bloques de corona y viajero con cojinetes de rodillo: Numero de Líneas

Factor Eficiencia

6

0.870

8

0.842

10

0.810

12

0.782


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Cuerda en forma de “soga” fabricada con madejas de filamentos de acero que se trenzan alrededor de un núcleo central y que enlaza las poleas en el sistema de levante con el tambor del malacate Componentes: “Wire Rope” = Soga de alambre “Wire” = Hilo de alambre “Core” = Núcleo, alma del cable “Strand” = Torón (trenza de hilos) “Center” = Centro del torón


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • El cable trenzado que se utiliza en perforación se especifica por varios elementos: •Número de trenzas (torones) tejidos alrededor del núcleo •Número de hilos o filamentos que componen cada trenza o torón •Tipo de núcleo central: madeja de hilos de acero o de fibra •Tipo de torcido o trenzado de los torones (orientación del tejido = “echado”) Clasificación y Construcción del Cable de Perforación Clasificación Número de N° Alambres Trenzas por Trenza IADC 6x7

6

7

6 x 19

6

16 – 27

6 x 37

6

27 – 49

8 x 19

8

16 - 26

Tipo de Núcleo (Alma) Alambre de Acero Fibra Natural Fibra Sintética


Tipo de Torcido (Trenzado) Regular Derecho Regular Izquierdo “Lang”

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas •

Diseño del trenzado • Trenzas Preformadas ( “Pre-Formed Strands”, “PRF”) Patrones utilizados en el trenzado de los cables de perforación: 1. Hilos de Relleno 2. Sellado (“Seale”) 3. Combinado



Diseño del trenzado a. Capa sencilla b. Hilos de Relleno

(a)

(b)

(c)

c. Sellado d. Warrington e. Patrones Combinados (e) Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

(d)


Tipos de torcido : Orientación de los torones en el trenzado y de los hilos en para formar los torones Trenzado Regular Derecho (Right Regular Lay) – RRL: Los torones giran a la derecha, hilos a la izquierda Trenzado Regular Izquierdo – LRL: Los torones giran a la izquierda, hilos a la derecha

Torcido Regular Derecho

Torcido Regular Izquierdo


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • El núcleo del cable de acero Proporciona el soporte a los torones tejidos en trenzas a su alrededor Se distinguen tres tipos comunes de núcleos:

1. Núcleo de Fibra ( FC – Fiber Core) – de fibras artificiales como el polipropileno o de fibras naturales (fique o yute) 2. Núcleo Alambre de Acero Independiente – ( IWRC – Independent Wire Rope Core) 3. Núcleo de Trenza – Una Trenza hecha de hilos de alambre. El cable usado para el sistema de levantamiento en los equipos tiene núcleo de alambre de acero independiente – IWRC. Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación


Grados de acero para los alambres: 1. Acero de grado mejorado (“IPS” – Improved Plow Steel ) 2. Acero de grado extra mejorado (“EIPS” – Extra Improved Plow Steel) Un cable convencional EIPS de 6 trenzas tiene una resistencia nominal 15% mayor a un cable IPS.



Diámetro externo del cable ya trenzado, medido entre dos lóbulos opuestos del torcido El tamaño de la línea de Perforación varía entre ½” a 2 ½ ” Ejemplo de especificación de un cable de acero para el malacate:

1” x 5000’ – 6 x 19 – S – PRF – RRL – IPS – IWRC Significado:????


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas

1”– 5000’ – 6 x 19 – S – PRF – RRL – IPS – IWRC Descripción: 1” 5000’ 6 19 S PRF RRL IPS IWRC

= Diámetro de la Línea = Longitud de la línea = Número de torones en el Cable = Número de hilos en cada Torón = Seale Pattern – Tendido Sellado = Preformed Strands – Trenzas Preformadas = Right Regular Lay – Tendido Derecho Normal = Improved Plow Steel – Acero de Aleación Mejorada = Independent Wire Rope Core – Núcleo Independiente de alambre de acero


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas

El diámetro correcto de un cable de acero es el diámetro del círculo que circunscribe todas las trenzas. Es la medición de sección mayor y se debe realizar con un Vernier .


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas Resistencia Nominal de Ruptura Cable de acero 6 x 19


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas Factor de diseño Si la resistencia a la tensión de un cable de perforación es conocida, entonces se puede calcular el factor de diseño de la siguiente manera: DF = Resistencia Nominal de la línea (lb) / Carga de la línea rápida (lb),

Factores mínimos de diseño : Perforando / Viajando :

3

Corriendo Revestimiento:

2


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas Trabajo del cable Definición: Trabajo = Fuerza x distancia El trabajo efectuado se configura por el levantamiento de las cargas tubulares entrando y saliendo del pozo. Se estima con la sumatoria de los recorridos del bloque viajero con la sarta suspendida desde el piso de trabajo hasta la corona o punto más alto. El objetivo es diseñar un programa de corte óptimo para el cable de perforación que se adapte a la situación particular del equipo. • El trabajo realizado por el cable de perforación se mide en “Toneladas por Milla, • 1 “Ton-Milla” = 10,560,000 lbs x pie ó en “Toneladas por kilómetro” • 1 “Ton-Km” = 1,000,000 Kg x metro Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas Trabajo del Cable de Perforación en un Viaje Redondo Toneladas-Milla acumuladas para hacer un viaje redondo (T VR ) T VR =

» » » » » » » »

M Ls D We C Wdc Wdp L

D * ( L s

+

D )W e

10 , 560 , 000

D ( M + +

C

2 2 , 640 , 000

)

= Peso del bloque viajero (lb), = longitud de cada parada o lingada (pies), = profundidad del hoyo (pies), = peso efectivo por pie de la TP sumergida en el lodo, = peso de los DC en exceso de la TP = (L x W dc - L x W dp ) x BF,

= Peso de los lastra barrenas en el aire, = Peso de la TP en el aire, = Longitud de los Lastra barrenas (BHA)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas Trabajo del Cable de Perforación en un Viaje Redondo Toneladas-Kilómetro acumuladas para hacer un viaje redondo ( T VR ) T VR =

» » » » » » » »

M Ls D We C Wdc Wdp L

D (Ls + D) We + 2D ( 2M + C) 1,000,000

= Peso del bloque viajero (Kg), = longitud de cada parada o lingada (mts.) = profundidad del agujero (mts.), = peso efectivo por metro de la tubería sumergida en el lodo (Kg) = peso de los DC en exceso del peso de la tubería = L (W dc - W dp ) x BF,

= Peso de los lastra barrenas en el aire (Kg) = Peso de la TP en el aire (Kg) = Longitud de los lastra barrenas (BHA) (mts.)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas Trabajo del cable para p

1. Para perforar una sección desde una profundidad d1 hasta d2, el trabajo realizado por el cable será:

T perforando = 3 (T 2 - T 1) 2. El trabajo total efectuado para tomar núcleos:

T núcleos = 2 (T 2 - T 1 ) 3. Trabajo del cable para correr una sarta de TR hasta la profundidad

T Revestimiento = ½ T VR (con C = 0 pues no hay DC)

T2

= Trabajo para un viaje redondo hasta d2 donde se terminó de perforar o de cortar núcleos antes de sacar del agujero T1 = Trabajo para 1 viaje redondo hasta d1 donde se comenzó a perforar o a tomar núcleos. Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento Ejercicio – cálculo del trabajo del cable Se ha completado un viaje redondo hasta una profundidad de 15,000 pies con una sarta compuesta por los siguientes tubulares: Lastra barrenas: 21 x 30 pies (101 lb/pie), 6 ¾”OD x 2 ¾”ID Tubería de Perforación: 5”OD, (19.5 lb/pie), Longitud promedio de cada lingada: 90 pies Peso del Bloque Viajero: 12,000 lbs. Densidad del lodo en el pozo: 12 lb./ gal. Factor de Flotación = (65.44 – peso del lodo en lb/gal)/65.44 Calcular el trabajo hecho por el cable para hacer el viaje redondo, expresado en Toneladas – Milla y en Toneladas – Kilómetro Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación


El Malacate


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • El Malacate • Tipos • Mecánico

National tipo UDBE - eléctrico

• Eléctrico • Hidráulico National tipo 1625M - mecánico Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • El Malacate • Componentes • • • • • • •

Transmisión Eje principal Sistema de embrague Tambor Sistema principal de frenos Sistema auxiliar de frenos Sistema de enfriamiento Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate - Eje principal


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate - Frenos de disco


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate - Frenos de “balata”


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate - Sistema de embrague de fricción


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento - Malacate • Sistema auxiliar de frenos – Freno electromagnético


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento - Malacate • Sistema auxiliar de frenos – Freno hidromático


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate – Sistema de enfriamiento


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate Mecánico - Especificaciones “ resumido de national oilwell” Potencia (HP)

550

750

1000

1500

2000

3000

3-7 (0.9 – 2.1)

6 - 10 (1.8 – 3.05)

8 - 12 (2.4 – 3.65)

11 - 16 (3.35 – 4.88)

13 – 20 (3.96 – 6.09)

16 – 30 (4.88 – 9.14)

Tamaño del cable

1 1/8”

1 1/8”

1 1/4” – 1 3/8”

1 1/4” – 1 3/8”

1 3/8” – 1 1/2”

1 3/8” – 1 3/4”

Tamaño del tambor

18” x 38 ¾”

20” x 46 ¾”

25” x 49”

27” x 49”

30” x 56 ¼”

36” x 62”

Tamaño del aro/ freno

42” x 8"

42” x 8”

46”x 10 3/8”

50”x 10 3/8”

54”x 10 3/8”

66” x 12”

Tamaño cadena tambor

1 ½” - D

2” – D

2” - D

2” - T

2” - Q

2 ½” - T Hvy

Tamaño cadena transm.

1 ½” – D

1 3/4” - D

2” - D

2” - T

2” - Q

2” – Q

Velocidades de levantam.

2

6

6

6

6

6

Velocidades de rotación

2

3

3

3

3

3

Rango de Profundidad K.pies (K.metros)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate Mecánico - Cadenas de transmisión


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate Eléctrico - Especificaciones “ resumido de national oilwell” Potencia (Kw)

410

559

746

1119

1492

2238

2983

3-7 (0.9 – 2.1)

6 - 10 (1.8 – 3.05)

8 - 12 (2.4 – 3.65)

11 - 16 (3.35 – 4.88)

13 – 20 (3.96 – 6.09)

16 – 30 (4.88 – 9.14)

20 – 40 (6.09 – 12.19)

Tamaño del cable

1 1/8”

1 1/8”

1/4” – 1 3/8”

1 1/4” – 1 3/8”

1 3/8” – 1 1/2”

1 3/8” – 1 3/4”

1 5/8” – 2”

Tamaño del tambor

18” x 38 ¾”

20” x 46 ¾”

25” x 49”

27” x 49”

30” x 56 ¼”

36” x 62”

42” x 72”

Tamaño del aro/ freno

42” x 8"

42” x 8”

46”x 10 3/8”

50”x 10 3/8”

54”x 10 3/8”

66” x 12”

Disco

Tamaño cadena tambor

1 ½” - D

2” – D

2” - D

2” - T

2” - Q

2 ½” - T Hvy

2 ½” – Q

Tamaño cadena transm.

1 ½” – D

1 3/4” - D

1 ½” - Q

1 ½” - Q

1 ½” - S

2” – Q

1 ¾”” – S

Velocidades de levant.

2

4

2

4

4

4

4

Velocidades de rotación

2

2

2

2

2

2

2

Rango de Profundidad Kpies (Kmetros)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento de Cargas • Equipo de levantamiento • Malacate movido por cadenas - Capacidad Extraído de Ellis Williams co. - Lewco


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.2. Sistema para Levantamiento o Izado de Cargas • El Malacate • Requerimientos de Potencia del Malacate: • Como regla empírica, el malacate debe tener 1 HP por cada 10 pies a perforar • Según esto, un pozo de 20,000 pies requiere de un malacate de 2,000 HP • Existen métodos matemáticos rigurosos para calcular la potencia (HP) requerida por el malacate, pero ellos van a conllevar a resultados muy similares al anterior. Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación


2.3. Sistema de Rotación


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación Tiene 3 componentes principales: 1. Equipo para rotación de la sarta desde la superficie: a. Conjunto acoplado: mesa rotaria + “kelly” + “swivel” b. Transmisión superior “Top Drive” 2. Sarta de Perforación 3. Barrena


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación Conjunto acoplado: mesa rotaria + “kelly” + “swivel”


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • Mesa Rotaria: • La potencia en caballos de fuerza (hp) requerida para la mesa rotaria es generalmente de 1.5 a 2 veces las revoluciones por minuto de la rotaria, dependiendo de la profundidad del agujero. • Así, para una velocidad de rotaria de 200 RPM, se requiere de una potencia aproximada de 400 HP


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • Mesa Rotaria – tipos •Mecánica: impulsada por medio cadenas y piñones que le transmiten la potencia de los motores primarios del equipo (equipos mecánicos) •Eléctrica: impulsada por motores eléctricos acoplados a un reductor de velocidad (equipos eléctricos) •Hidráulica: impulsada por presión hidráulica proveniente de bombas hidráulicas a su vez operadas por motores diesel o eléctricos en unidades independientes Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • Mesa Rotaria – componentes • Cubierta metálica - se fabrica en acero de alta densidad • Anillo de acople - soldado a la mesa rotaria, transmite la rotación al buje maestro. • Cápsula reemplazable - contiene los engranajes, ejes y mangueras de la mesa rotaria • Seguros -paran la rotación de la unidad contra la cubierta • Puerto de lubricación - para engrasar los rodamientos • Cojinete – fabricado con aleación de acero tratado al calor. Rotación sobre bolas de acero con doble pista. Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • Mesa Rotaria – componentes •Buje Maestro •Transmite el movimiento de la mesa rotaria a la sarta de perforación a través del adaptador de la” kelly” •Permite colocación de cuñas para colgar la tubería en el pozo, soportada por la mesa rotaria •El diseño interno varía con el tipo de “kelly” y mecanismo para transmitir la rotación de la mesa a la sarta.


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • Mesa Rotaria – componentes •Bujes para Revestimiento •Se instalan directamente en la mesa rotaria •Aseguran la alineación del revestimiento con el agujero •Aceptan varios tamaños de cuerpos de cuñas •Algunos facilitan la rotación del revestimiento durante las operaciones de cementación


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • Mesa Rotaria – componentes •Buje de la “Kelly” • Transmite la rotación del buje maestro de la mesa rotaria a la “kelly” • Su diseño depende del tipo y tamaño de “kelly” y del sistema de acople al buje maestro: acoples de pin o acople de cuadrante • La serie HDP de VARCO fue diseñada para manejar torques extremadamente altos y proteger la kelly del desgaste prematuro. Para kellys de 5 ¼” y 6”.

SERIE XHDP

SERIE HDP

SERIE HDS


SERIE MDS

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • Mesa Rotaria – Especificaciones

FUNCION Tamaño del “ID” (pasaje central) Velocidad Máxima de rotación Torsión Máxima Carga Estática Máxima

RANGO 12” - 60 ½” 250 - 400 RPM 25,000 – 40,000 lbf-pie 85 - 1000 Ton.


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • La “kelly”: barra de transmisión rotatoria • Configuraciones básicas • Cuadrada • Hexagonal

• Longitudes comunes • 40 pies (longitud efectiva = 37 pies) • 46 pies (longitud efectiva = 43 pies) • 54 pies (longitud efectiva = 51 pies)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación •Unión Giratoria (“Swivel”) Es el elemento clave del sistema de perforación rotatoria al ejecutar tres funciones simultáneas: • Suspende el peso de la sarta • Permite la rotación de la sarta colgada • Permite el paso del fluido circulante bombeado a presión por el interior de la sarta Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • “Swivel”: unión giratoria •Componentes principales • • • • • • • •

Gancho Cuello de ganso Cuerpo Balero principal Balero inferior Tubo lavador y juego de sellos Sellos superior e inferior Eje giratorio


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • “Swivel”: unión giratoria Lista de partes de la Swivel “NV” de 150 toneladas.


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • “Top Drive”: Transmisión superior


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • “Top Drive”: Transmisión superior Tipos • Eléctricos - Operados por motores eléctricos acoplados directamente a la unidad • Hidráulicos – Operados por unidades hidraúlicas independientes a través de mangueras de alta presión conectadas al sistema.

Unidad hidráulica


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • “Top Drive”: Transmisión superior • Componentes principales

Transmisión

• Transmisión y eje principal • Motores (eléctricos incorporados o hidráulicos independientes) Swivel • Swivel (integral o separada) • Ensamble de manejo de tubulares (incluye un convertidor Transmisión de torsión) Ensamble • Válvula hidráulica interna para tubulares • Gatos para retraer y extender las “piernas” (conectores Riel guía y Soporte de torsión del elevador = “links”, “bails”) • Riel guía y de soporte de torsión Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • “Top Drive”: Transmisión superior

• Desempeño del “top drive” Ejemplo de la variación del torque aplicado por el “top drive” sobre la sarta de perforación dependiendo de la velocidad de rotación de la sarta para perforar (carta de torsión)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación • “Top Drive”: Transmisión superior • Ventajas del “top drive” sobre la “kelly” • • • • • •

Reduce riesgos en la manipulación de los tubulares Reduce el tiempo de cierre del pozo al detectarse un “brote” Reduce el tiempo de conexiones (una conexión cada tres tramos) Incrementa la velocidad de la perforación Permite repasar el agujero durante la extracción de la sarta Facilita la perforación direccional (bloqueo efectivo de la sarta en la posición deseada para resistir el torque reactivo) • Facilita la perforación bajo balance (menor desgaste del sello empacador en la cabeza rotatoria) • Reduce las pérdidas de lodo en superficie (válvula de retención) Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación

La Sarta de Perforación


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación La Sarta de Perforación La columna de perforación permite transmitir la rotación desde la mesa rotaria o “top drive” hasta la barrena y a la vez conducir el fluido de perforación bombeado para limpiar el pozo. •Componentes de la sarta • • • • •

“Kelly” Tubería de perforación Tubería de perforación extra pesada (HWTP) Lastra barrenas Barrena

Los componentes de la sarta se detallan más adelante en la sección 7. Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación La Sarta de Perforación Barrena

Es el elemento que perfora el agujero al rotar su estructura de corte con peso sobre las rocas de la formación La siguiente presentación resume los tipos de barrena. La sección 8 detalla los procesos de selección y evaluación de las barrenas


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.3. Sistema de Rotación La Sarta de Perforación Barrena dentados

Cojinete de rodillos

De insertos

Cojinete de fricción (de chumacera)

Conos

Barrenas

PDC Cortadores fijos De diamante

Diamante natural TSP (Policristalino térmicamente estable) Diamante impregnado



2.4. Sistema de circulación del Fluido de Perforación


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Cuatro componentes principales de un sistema circulante: 1. 2. 3. 4.

Fluido de Perforación Área de preparación y almacenamiento Equipo para bombeo y circulación de fluido Equipo y área de acondicionamiento

Bomba Presas

Revestidor Tubería de Perforación Espacio Anular Barrena


Agujero Abierto Lastrabarrenas

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación El Fluido de Perforación Mezcla de sólidos dispersos en una fase líquida continua con propiedades reológicas especiales (viscosidad, fuerza gel) que le permiten llevar a cabo funciones claves en el proceso de construcción del pozo Funciones principales del Fluido de Perforación: 1. 2. 3. 4. 5.

Suministrar potencia hidráulica a la barrena para perforar Transporte de recortes de roca hacia afuera del pozo Soportar las paredes del hoyo perforado Mantener el control primario del pozo (prevenir brotes) Enfriar y lubricar la barrena y la sarta de perforación

Fluidos de perforación convencionales: 1. Fluidos de Perforación de Base Agua 2. Fluidos de Perforación de Base de Aceite 3. Fluidos de Perforación Neumáticos (Aire o Gas) Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación El Fluido Fluido de Perforació Perforaciónn – preparació preparaciónn y tratamiento tratamiento Cuatro rutinas principales aplicadas al sistema de fluidos de perforación:

1. 2. 3. 4.

Prepar paración ión ini inicia cial Densifi Densificaci cación ón (increm (incremento ento del peso peso o densida densidadd del del lodo) lodo) Dilu Dilució ciónn (Redu (Reducci cción ón del del peso peso o densi densida dadd del del lodo lodo)) Tratam Tratamient ientoo / acond acondicio icionam namient ientoo (cambi (cambios os en en la quím química ica del del lodo) lodo) El embudo de mezcla se emplea para agregar materiales sólidos a una corriente del fluido que pasa por su vértice:

Embudo de Mezcla

El fluido es impulsado por una bomba centrífuga y al pasar por un estrangulador en la línea crea el efecto de succión e incorpora los sólidos en polvo seco colocados en el embudo


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación El Fluido Fluido de Perforació Perforaciónn – medición medición de propie propiedades dades Las propiedades controladas en forma continua:

Peso del lodo: medido con la Balanza de Lodos Viscosidad de embudo: medida con el embudo de Marsh

Reología: Medida con el viscosímetro de Fann


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipo para bombeo y circulación de fluidos 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 10. 11. 11.

Tanques o Presas de Succión Línea de Succión Bombas de Lodo Línea de Descarga de la Bomba Línea de de Co Conducción a la la ttoorre Manguera Rotaria Sarta de Perforación Espacio Anular hoyo - Sarta Línea de Reto Retorn rnoo (Línea de flote) Tanq Tanque uess o pr pres esas as de asen asenta tami mien ento to Área Área par paraa el aco acond ndic icio iona nami mien ento to del del lodo lodo Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipo Equipo para para bombeo bombeo y circulació circulaciónn - bombas bombas y presas presas de lodo


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipo Equipo para bombeo bombeo y circulació circulaciónn - bombas bombas de lodo 1.

Son el corazón del sistema de circulación

2.

Bomb Bombas as de pist pistón ón recip eciprrocan ocantte ut utiliz ilizad adas as en perf perfor orac ació ión: n: a.

“duplex de doble acción” – de poco poco uso por su baja eficienc eficiencia, ia, gran gran tamaño tamaño y elevado elevado peso (dos (dos pistones pistones – dos camisas camisas – 4 válvulas válvulas de succión succión y 4 de descar descarga ga

b.

“triplex de acción simple” – las más utilizadas utilizadas por ser ser compactas compactas y eficientes eficientes – tres pistones pistones – tres camisas camisas – 3 válvulas válvulas de succión succión y 3 de de descarga descarga

3.

Los Los pis pisto tone ness suc succi cion onan an flui fluido do haci haciaa las las cáma cámara rass o cami camisa sass cil cilín índr dric icas as al moverse en una dirección que luego desplazan en su recorrido contrario.

4.

Una Una bomb bombaa es de acci acción ón simp simple le si bomb bombea ea el flui fluido do sólo sólo cuan cuando do el pist pistón ón se mueve hacia hacia adelante adelante (bomba triplex) triplex) y de acción doble si bombea bombea fluido en la la carrera del pistón hacia delante y hacia atrás (bomba duplex).

5.

El tama tamaño ño de los los pis pisto tone ness (y (y de de las las cami camisa sas) s) afec afecta tann el el cau cauda dall (ta (tasa sa de de bomb bombeo eo o gasto) y la presión máxima que pueda alcanzar la bomba Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipo para bombeo y circulación - Bombas Triplex

Bombas Triplex operadas con motores eléctricos DC independientes Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipo para bombeo y circulación - Bombas Triplex Acción Simple: bombeo en la carrera hacia delante


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba Triplex – Componentes

Amortiguador de Pulsaciones

Transmisión y Biela

Cuerpo de la bomba Módulos Succión y Descarga Múltiples de descarga Múltiples de succión Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación




Ensamble de potencia

Piñón del eje

Carcaza de la bomba

Eje de bielas




2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba Triplex – Componentes (módulos de succión y de bombeo)

Descarga


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba Triplex – Componentes (múltiples de succión y descarga)



Módulo de Bombeo Bomba Triplex




2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Amortiguador de Pulsaciones Absorbe los golpes de presión en la descarga de la bomba debido al pistoneo Permite una entrega volumétrica más uniforme y vez disminuye las vibraciones en las líneas

Protector de la válvula Válvula de recarga

Diafragma

Manómetro de presión

Plato de cubierta

Se conecta sobre la línea de descarga de fluidos en la bomba La amortiguación se logra con una cámara de nitrógeno pre-cargada entre 750 y 1000 psi que absorbe los pulsos del pistoneo

Cuerpo


Inserto del diafragma

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba Triplex – partes para refacción


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba Triplex – partes para refacción Dimensiones consideradas: •Longitud de la carrera o embolada •diámetro del pistón (igual al diámetro de la camisa)

Volumen teórico entregado por embolada: •Se calcula de acuerdo con las dimensiones

Volumen Real entregado: Vol. Real = Vol. Teórico x Eficiencia Volumétrica. Ef. Vol. para bombas triplex está entre 95 y 98%


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba Triplex – partes para refacción


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba Triplex – Operación 1. Para una bomba dada, los diferentes tamaños de camisas tienen el mismo diámetro externo (DE) pero diferente diámetro interno (DI). 2. La camisa (liner) más pequeña (menor DI), se utiliza en la parte más profunda del pozo donde se requiere un menor caudal pero mayor presión. 3. La presión de operación depende del caudal (gasto), tamaño y profundidad del hoyo, tamaño de la tubería de perforación y lastra barrenas, propiedades del fluido de perforación y el tamaño de las toberas utilizadas. Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba Triplex – Operación

4.

Un programa hidráulico completo debe calcularse para determinar la presión requerida por la bomba.

5.

El Tamaño de la bomba se determina por la longitud de carrera del pistón (valor fijo para cada bomba) y por el máximo diámetro interno de la camisa que se puede instalar en ella Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba “Duplex” de doble acción


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba “Duplex” de doble acción – componentes


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bomba “Duplex” de doble acción – partes para refacción


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Eficiencia Volumétrica : 1.El volumen real bombeado por los pistones en cada cámara o camisa es siempre menor que el teórico por diversidad de factores (escurrimiento, aire o gas atrapado en el fluido, etc.) 2.La eficiencia volumétrica es la relación entre el volumen real y el teórico. Tiene un valor entre el 95% y el 98% para las bombas triplex de acción simple y alrededor de 90% para las duplex de doble acción 3.La eficiencia mecánica de la mayoría de las bombas con transmisión mecánica es aproximadamente del 85% Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Eficiencia Volumétrica – Ejemplo de cálculo Para una bomba Triplex : Longitud de la carrera (embolada): 10” Diámetro de la camisa (cabeza del pistón): 5.5” Calcular la entrega volumétrica por embolada


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Requerimientos de potencia hidráulica para la bomba:

Caballaje Hidráulico (HHP) =

Vol. bombeado (GPM) x Presión (PSI)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Requerimientos de potencia hidráulica para la bomba: Ejemplo de cálculo: Calcular la potencia requerida para la siguiente bomba: – Volumen bombeado – Presión de bombeo – Eficiencia Mecánica

= 1200 gpm, = 2000 psi, = 0.85

Solución: Potencia Hidráulica (hhp) = {(GPM) x (PSI)} / 1713.6 = 1400.6 HHP Potencia requerida por el motor = 1400.6/0.85 = 1648 HP Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bombas Centrifugas: •Un impulsador de paletas (semejante a un ventilador) gira dentro de una carcaza e impulsa el fluido succionado •Succiona el fluido por el centro de las aspas y lo expulsa tangencialmente por la descarga en la carcaza Descarga

Succión


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Bombas Centrifugas: • Las paletas pueden ser de orientación derecha o izquierda y girar en dirección horaria o contraria • Pueden ser impulsadas por motores eléctricos trifásicos o acopladas a motores de combustión interna a diesel o a gas • Se utilizan para alimentar la succión de las bombas reciprocantes de lodo, para operar los equipos de control de sólidos y para los equipos de mezcla y agitación del lodo.


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipo para Control de Sólidos - Mallas Vibratorias (temblorinas)

Es el limpiador primario del lodo.

Malla Vibratoria (Temblorina)

Remueve los ripios de perforación de mayor tamaño transportados en el lodo por retención en mallas vibratorias La canasta que recibe el fluido del pozo tiene un movimiento cíclico de impacto circular, lineal o elíptico que permite la retención y eliminación de las partículas sólidas en forma eficiente


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipo para Control de Sólidos - Hidrociclones

Desarenador / Desarcillador

Remoción de partículas sólidas finas por fuerza centrífuga al pasar el fluido a presión a través de conos verticales de diseño especial (hidrociclones) Se crea un vórtice de fluido en el interior de los conos que elimina las partículas sólidas más pesadas hacia las paredes del cono y su salida por el vértice inferior El fluido limpio sale por la descarga superior de cada hidrociclón Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipos para Control de Sólidos Temblorina (elimina recortes)

Desarenador (elimina la arena)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Equipos para Control de Sólidos Desarcillador (Elimina Arcillas)

Centrífuga de decantación (Elimina sólidos de baja gravedad)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Acondicionamiento del lodo - Desgasificador Remoción del gas en el lodo El gas que haya entrado en el lodo se debe remover porque: 1. 2. 3. 4.

Reduce la densidad del lodo Reduce la eficiencia volumétrica de la bomba Disminuye la presión hidrostática de la columna de fluido Aumenta el volumen del fluido de perforación


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.4. Sistema Circulante del Fluido de Perforación Acondicionamiento del lodo - Desgasificador Equipos para Remoción de Gas

Desgasificador de Vacío Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación


2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes • Equipos para la Prevención y Control de Brotes (BOPE) Funciones: 1. Cerrar el pozo en caso de un influjo imprevisto o brote 2. Colocar suficiente contra-presión sobre la formación 3. Recuperar el Control Primario del Pozo


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes • Equipos para la Prevención y Control de Brotes (BOPE) • Componentes: • Arreglo de preventoras (BOP´s) • Preventora esférica • Preventora de arietes para tubería • Preventora de arietes ciegos • Preventora de arietes de corte (opcional para equipos en tierra) • Unidad de control remoto (“Unidad de Cierre” ó “Acumulador”) • Conexiones superficiales de control (líneas de estrangular y matar) • Equipo auxiliar (instrumentos de detección, separador gas – lodo, etc) Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes Preventora Esférica Arietes para tubería Arietes Ciegos o de Corte Línea de Estrangular Línea de Matar Arietes para Tubería Arietes para Tubería

Conjunto de Preventoras Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes 1. Conjunto de Preventoras

3. Múltiple de Flujo y Estrangulación

2. Línea del Estrangulador

Línea de Matar 4. Unidad de control Remoto (“Acumulador”)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes • Conjunto de Preventoras BOP´s Esférico

Shaffer

BOP´s de Arietes

Cameron Tipo “U”


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes Unidad de Cierre (Acumulador)

Unidad para control remoto de las BOP Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes Unidad de Cierre (Acumulador)


2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes

Control remoto del estrangulador

Estrangulador (Choke) Remoto Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

2. Sistemas Básicos del Equipo de Perforación 2.5. Sistema para Prevención y Control de Brotes

Separador Vertical Revisión de Equipos, Herramientas y Cálculos de Perforación

02 Sistemas Basicos Del Equipo de Perforacion

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