Articulo correspondiente a investigación de diferentes pruebas que se pueden establecer para determinar la salud de los motores eléctricos por medio de mantenimiento predictivoDescripción completa
Motores de FondoDescripción completa
Volvo error codeDescripción completa
pdm villa tunari
Descripción completa
Descripción completa
Descripción: Plan de desarrollo Municipal en el cual se describe las comunidad, habitantes sus nececidades, que apoyo necesitan en cuanto a infraestructura, y otros
Descripción: perforacion petrolera
Descripción: Actividades repaso T.5 e T.6
Descripción completa
Descripción completa
Descripción: informe sobre los motores de corriente alterna, describe sus caracteristicas, partes principales, conexiones, arranques, etc.
Full description
Descripción completa
TEMA 5 – MOTORES DE FONDO 1. INTRODUCCION.Los “Motores de Fondo (downhole motors – DHM)” son herramientas que convierten la energía hidráulica del flujo del lodo en energía mecánica que permiten la rotación del trepano sin necesidad transmitir esta rotación desde superficie.
2. METODOS DE PERFORACION SLIDING:
Perforación sin rotación de superficie donde el DHM proporciona toda la rotación al trepano. Usado para la construcción del tramo direccional del pozo.
ROTARY:
Perforación con rotación de superficie mas la rotación transmitida por el motor de fondo. Usado para la construcción del tramo tangente del pozo.
3. TIPOS DE MOTORES DE FONDO Los motores de fondo son potenciados por el flujo del lodo de perforación. Los dos importantes tipos de motores de fondo son:
Los Motores de Desplazamiento Positivo – PDM. Las Turbinas que básicamente son bombas centrifugas o axiales.
El diseño de ambas herramientas es totalmente diferente. Las turbinas fueron ampliamente usadas hace algunos años atrás. Sin embargo, las mejoras en los diseños de los trépanos y PDM han hecho que hoy en día las turbinas solo sean usadas en aplicaciones especiales. Los principios de operación tanto de los PDM como de las turbinas se muestran a continuación.
PRINCIPIOS DE OPERACION Turbina de Fondo
Motor de Desplazamiento Desplazamient o Positivo Desplazamiento Rotació Rotación
Flujo
Rotació Rotaci ón
1
Flujo
4. MOTORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO – PDM’s El primer motor de fondo usado en los campos petroleros fue el Dinadrill (Configuración lobular 1:2). Todos los motores de fondo constan basicamente de los siguientes elementos:
Válvula de Descarga (Dump Valve Assembly). Sección de Poder o Potencia (Power Section) Sección Ajustable. Transmisión Sección de Rodamientos (Bearing Section) Sección Giratoria (Drive Shaft Assembly)
Permite que el lodo llene el interior de la sarta de perforación durante los viajes y la vacíe mientras realizamos alguna conexión o sacamos la tubería fuera del pozo. Permite el paso de lodo hacia la sección de potencia. La válvula opera a través de un resorte el cual presiona un pistón. El pistón de la válvula es activado por presión diferencial (requiere aprox. 30% del flujo de lodo para forzar el pistón abajo) La válvula evita el influjo del pozo por el interior de la herramienta y permite que en los viajes la tubería salga seca.
2
4.2.- Sección de Potencia (Rotor/Estator)
Los motores de desplazamiento positivo son una aplicación inversa de las bombas de Moineau. El fluido es bombeado dentro de las cavidades progresivas del motor. La fuerza del fluido causa el movimiento rotatorio de la transmisión dentro del estator. La fuerza rotacional entonces es transmitida a través de la transmisión al trepano
Stator (Elastometro)
Rotor Dirección de la Rotación
Flujo del Fluido
Universal Joint
3
► ► ►
El rotor es un vástago de acero con chapa cromada en forma de hélice espiral. El estator es una cavidad de acero hueca, donde se aloja una goma compuesta de elastómero, la cual adopta una forma espiral durante su fabricación. El rotor es elaborado con un perfil de “lóbulos” coincidente y similar al armado helicoidal del estator.
4
Estator Regular – montado en un tubo
Estator Regular – montado en una cavidad especial
5
Rotor
LOBULOS ► ► ►
El estator siempre tiene un lóbulo más que el rotor. Una vez ensamblado el rotor y el estator forman un sello continúo a lo largo de puntos coincidentes de contacto. La rotación y el torque disponible en un PDM dependen del ángulo de contacto y el número de lóbulos en el estator y el rotor. Bearing Assembly
Deflection Device
Stator
Drive Sub (Bit Box)
1 Stage
Drive Sub
► ► ►
By-Pass Valve
Universal Joint Assembly
Rotor
Las configuraciones rotor/estator (o relación de lóbulos) actualmente en uso son: ½, ¾, 5/6, 7/8 o 9/10. Las configuraciones ½ desarrollan las mayores velocidades y solo están disponibles para trépanos de PDC y diamante natural. A mayor cantidad de lóbulos se tiene menores velocidades ( Torque).
6
Configuracion Rotor/Estator Rotor/Estator (Relació Relación de Lobulos) Lobulos) 1/2
5/6
► ► ►
2/3
3/4
7/8
9/10
La magnitud de la rotación producida es proporcional al volumen de lodos bombeado a través del motor. El torque generado a través del PDM es proporcional a la caída de presión a través del motor y es también una función del peso sobre el trepano (WOB). Un incremento en el WOB creará mas torque y de la misma manera un incremento en la presión diferencial requerida a través de la sección de poder.
Resumen
El Torque y las RPM están determinadas por la configuración Rotor/estator. La potencia del motor esta determinada por el número de vueltas del espiral (Etapas) y la relación de lóbulos Rotor/Estator. La interferencia Rotor/Estator puede ser ajustada de acuerdo a las condiciones del pozo.
4.3.- Sección Ajustable (Bent Housing)
Permite graduar la curvatura del motor de fondo para cualquier aplicación direccional deseada
7
4.4.- Sección de Transmisión
Es colocado en la parte baja del rotor, dentro de la sección ajustable (bent housing). Transmite la velocidad rotacional y el torque hacia la sección giratoria y de este al trepano. Una junta universal convierte el movimiento excéntrico del motor en un movimiento concéntrico dentro de la sección rotaria.
Algunos modelos de motores PDM son reforzados con goma sobre la junta universal. Compensa la vibración causada por el movimiento excéntrico del rotor y la excentricidad de la sección ajustable (bent housing).
8
4.5.- Sección de Rodamientos (Bearing Section) y Sección Giratoria (Drive Shaft Section)
La sección giratoria es un componente de acero construido rígidamente. Se encuentra apoyado dentro de la sección de rodamientos (bearing section) a través rodamientos que soportan esfuerzos radiales y axiales.
La sección de rodamientos (bearing section) transmite la potencia rotacional y el esfuerzo de la perforación al trépano de perforación.
Permite la rotación de la barrena sin necesidad de rotación de la sarta. Posee bolas que giran en pistas de carburo de tungsteno. Son sellados o lubricados por lodo. Sobre la sección de baleros esta la Camisa Estabilizadora que es intercambiable de acuerdo a la aplicación direccional requerida. Soportan el peso axial cuando se perfora.
Comparació Comparación entre un PDM 1:2 Vs. Multilobulos PDM 1:2 Altas Velocidades Bajos Torques Bajos Caudales de Flujo Bajo WOB Bajas presiones en el motor Bajas presiones en el trépano Necesitan trépanos de alta velocidad Relativamente fácil de orientar
PDM Multilóbulo Bajas velocidades Altos torques Altos caudales de Flujo Altos WOB Altas presiones en el motor Altas presiones en el trépano
Mas difícil de orientar
9
Usado con junta ajustable o arreglo dirigible
Usado con junta ajustable
5. TURBINAS DE PERFORACION 5.1.- Introducción ► Turbina de Perforación: La ► ►
turbina convierte la energía hidráulica proveniente del lodo en energía mecánica rotativa para se entregada a la mecha de perforación. La velocidad de rotación en fondo está entre las 600 rpm y 1500 rpm. La rotación del trépano es independiente de la rotación de tubería.
Las turbinas de perforación básicamente constan de dos partes:
Sección de Poder o Potencia. Sección de Rodamientos.
*Seccion de Potencia
Etapas blades
Estabilizador Intercambiable Adjustable Bent Housing Estabilizador de seccion Rodamientos
*Seccion Rodamientos
Rodamientos PDC
5.2.- Sección de Potencia ► ►
Esta sección provee la potencia a la turbina. Dependiendo del requerimiento podemos tener configuraciones de 1 , 2 hasta 3 secciones de potencia por turbina. 10
►
Se pueden contar con 70 a 150 piezas de alabes (Rotor/Estator) por sección de potencia.
Secció Secció n de Potencia Alabe Movil Rotor Alabe Fijo Estator
Stator Blading Disk
Rotor Blading Disk
M u d F l u j o
Seccion Motora Cuerpo Turbina Downward Thrust
Ensamblaje En Conjunto Una Etapa Eje de la Turbina
5.3.- Sección de Rodamientos: ►
Soporta la fuerza axiale que se transmite a través del eje, desde la sección de potencia.
11
Secció Sección de Rodamientos Componentes Rodamiento Axial
Disco Movil
Disco Movil
Rodamientos Axiales
Labyrinth Espaciador
Front Bearing Eje Flexible
Disco Fijo
Bent Housing
Front Bearing Stabiliser Bit Box Stabilizador
5.4.- Se clasifica según:
Tamaño de Turbina. El numero de secciones de potencia El perfil del Alabe
Tamaño de la Turbina
Tamañ Tamaño de la Turbina
Tamañ Tamaño de Trepano
2 7/8” turbine ( 23 rev/gpm) (1500 a 2200 rpm)
3 ¼”
–
4 ½”
3 3/8” turbine ( 14.8 rev/gpm) (800 a 1800 rpm)
4 ¾”
–
5 3/8”
4 ¾” turbine (7.44 rev/gpm) (800 a 1600 rpm)
5 5/8” – 6 ¾”
6 5/8” turbine (2.2 a 2.6 rev/gpm) (400 a 1000 rpm)
7 5/8” – 9 7/8”
9 ½” turbine (1.02 rev/gpm) (500 a 800 rpm)
12
Numero de Secciones de la Turbina
T1 - Turbina con una sección de Potencia. T2 - Turbina con dos secciones de Potencia. T3 - Turbina con tres secciones de Potencia. T1XL- Turbina con una sección Potencia extendida. 12
¼” –
17
½”
T1
T2
T1 XL
El Perfil del Alabe o Aleta
Tipos de Aletas o Alabes: Mk1, Mk2 o Mk3, los cuales son seleccionados para optimizar una aplicación particular.
TEST MW 10 lpg , 200 gpm
5.5.- Características de las Turbinas: 13
Respuesta del efecto WOB y BHA
Tiene un confiable control de ángulo y azimut. Mantiene uniforme el perfil del pozo, reduciendo de esta manera el incremento del torque. Mantiene los regímenes de penetración (ROP) en modo deslizamiento (sliding) como en modo rotario (rotary).
Desventajas comparado con motor de Fondo - PDM
Presenta limitaciones en el bombeo de material para perdidas de circulación (sellantes). El costo diario de la herramienta es mayor que los PDM. Las Altas velocidades son demasiadas para usar trépanos triconicos . Pero hoy en día ya existen turbinas de baja revolución las cuales tiene aplicación con este tipo de trépanos. Tiene muy poca aplicación en las primeras secciones del pozo y en formaciones blandas. Presenta altas caída de presión, lo que es una limitación para los trepanos de poca capacidad de bombas. Tiene un menor torque de salida.
7. METODOS DE DIRECCIONAMIENTO Fuerza Lateral Directa: Push-the-bit
Fuerza opuesta a la del trepano, aplicada a las paredes del pozo (a través de aletas – pads) haciendo que el trepano adquiera la dirección hacia donde necesitamos dirigir el pozo.
15
Eje Excéntrico de la Barrena: Point-the-bit
El trepano es direccionado hacia la dirección donde necesitamos perforar introduciendo un offset – sistema parecido a perforar con un motor con bend housing.
