Escuela Politécnica Nacional de revestimiento cuando la tuber#a se est/ instalando en el agujero utili"ando las cu3as que van asentadas dentro de la mesa rotaria o cuando sé esta almacenando a la tuber#a temp tempor oral alme ment nte e en la sube subest stru ruct ctur ura. a. El piso piso de la inst instal alac ació ión n tamb tambié ién n sostien sost iene e al malacate, los controles del perforador, etc.
1igura %. &ubestructura. La base de la subestructura descansa directamente sobre el piso a perforar. El equipo de perforación perforación cuenta con una plataforma plataforma de trabajo en la parte m/s alta de la subestructura, la cual es denominada piso de perforación. La subestructura se eleva de * a %( metros sobre el suelo. El elevar el piso de perforación deja un espacio bajo la torre para las v/lvulas especiales especiales de alta presión 0preventores2 0preventores2 otros equipos, equipos, que la cuadrilla conecta a la cima del po"o. La altura exacta de una subestructura depende del espacio que se necesite para colocar colocar estos equipos. equipos. 7ebemos 7ebemos record recordar ar que algunas algunas veces se hacen hacen contra contra po"os po"os 0sótanos2 que proveen de maor espacio para el equipo. n tipo de subestructura es la 8caja sobre caja9 01igura (2, usando camiones gr:as móviles, la cuadrilla estiba un marco de acero sobre otro hasta alcan"ar la altura deseada. deseada. ;tro tipo de subestructura que es mucho m/s moderna es la auto elevable o tipo 8slingshot9, donde los miembros de la cuadrilla la posicionan en el lugar donde ser/ levantad levantada, a, en este este momento momento se encuentra encuentra doblada doblada 01igur 01igura a *2, después después activan activan unas palancas que accionan un mecanismo de elevación para que ésta se desdoble levante a su altura m/xima 01igura 2. La subestructura tipo slingshot, se eleva mucho m/s r/pido que la caja sobre sobre caja. +ualquiera +ualquiera que sea el tipo de subestructura, subestructura, ésta tiene tiene que ser se r mu mu fuerte, por todos los pesos que soporta.
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Escuela Politécnica Nacional de revestimiento cuando la tuber#a se est/ instalando en el agujero utili"ando las cu3as que van asentadas dentro de la mesa rotaria o cuando sé esta almacenando a la tuber#a temp tempor oral alme ment nte e en la sube subest stru ruct ctur ura. a. El piso piso de la inst instal alac ació ión n tamb tambié ién n sostien sost iene e al malacate, los controles del perforador, etc.
1igura %. &ubestructura. La base de la subestructura descansa directamente sobre el piso a perforar. El equipo de perforación perforación cuenta con una plataforma plataforma de trabajo en la parte m/s alta de la subestructura, la cual es denominada piso de perforación. La subestructura se eleva de * a %( metros sobre el suelo. El elevar el piso de perforación deja un espacio bajo la torre para las v/lvulas especiales especiales de alta presión 0preventores2 0preventores2 otros equipos, equipos, que la cuadrilla conecta a la cima del po"o. La altura exacta de una subestructura depende del espacio que se necesite para colocar colocar estos equipos. equipos. 7ebemos 7ebemos record recordar ar que algunas algunas veces se hacen hacen contra contra po"os po"os 0sótanos2 que proveen de maor espacio para el equipo. n tipo de subestructura es la 8caja sobre caja9 01igura (2, usando camiones gr:as móviles, la cuadrilla estiba un marco de acero sobre otro hasta alcan"ar la altura deseada. deseada. ;tro tipo de subestructura que es mucho m/s moderna es la auto elevable o tipo 8slingshot9, donde los miembros de la cuadrilla la posicionan en el lugar donde ser/ levantad levantada, a, en este este momento momento se encuentra encuentra doblada doblada 01igur 01igura a *2, después después activan activan unas palancas que accionan un mecanismo de elevación para que ésta se desdoble levante a su altura m/xima 01igura 2. La subestructura tipo slingshot, se eleva mucho m/s r/pido que la caja sobre sobre caja. +ualquiera +ualquiera que sea el tipo de subestructura, subestructura, ésta tiene tiene que ser se r mu mu fuerte, por todos los pesos que soporta.
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1igura (. &ubestructura 8+aja sobre +aja9.
1igura *. &ubestructura &lingshot 7oblada.
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1igura . &ubestructura &lingshot 7esdoblada. El equipo las herramientas que tiene que soportar la subestructura son$ •
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La mesa rotatoria. Provee la rotación puede mantener suspendidas las tuber#as 0tuber#a deperforación, lastrabarrenas, etc.2, las cuales hacen girar a la barrena en el fondo del po"o. Losmalacates. Es el mecanismo de i"aje del ensamble de perforación. &istema de transmisión de la rotaria. 4ransmite el poder del malacate a la mesa rotaria +onsola del perforador. +entro de instrumentación de la perforación rotaria. Las llaves de apriete el agujero de ratón. sadas para el apriete de las tuber#as deperforación, lastrabarrenas, 4), etc., para su conexión o desconexión. La casa del perro. Es un coberti"o chico usado como o!cina del perforador donde seguardan las herramientas peque3as.
1.1.2. Torre o mástil de perforació. Es una estructura de acero que soporta muchos metros de tuber#a de perforación que a menudo pesavarias toneladas. Existen ( tipos b/sicos de torres de perforación$ La 4orre o m/stil. La movible 07erric<2. na torre est/ndar es una estructura con cuatro patas de apoo que descansan sobre una base cuadrada 01igura -2. Estas son usadas en po"os de tierra, pero ahora es m/s com:n usarse en locali"aciones mar adentro. El m/stil es ensamblado una sola ve" 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional cuando es fabricado Luego de ser ensamblado, el m/stil se mantiene como una sola unidad se eleva se baja como una sola pie"a cada ve" que se perfora un po"o, también podemos encontrar m/stiles telescopiables.
1igura -. 4orre Est/ndar. Las torres o m/stiles se clasi!can de acuerdo a su capacidad para soportar cargas verticales, as# como la velocidad del viento que puede soportar de lado. ;tra consideración que ha que tomar en cuenta en el dise3o de la instalación es la altura. La torre su subestructura deben soportar el peso de la sarta de perforación en todo momento, mientras la sarta est/ suspendida del bloque de la corona cuando est/ descansando en la mesa rotaria. La altura de éstas no in=ue en la capacidad de carga del mismo, pero s# in=ue en la altura de las secciones de tubos 0lingadas2 que se puedan sacar del agujero sin tener que desconectarlas. Esto se debe a que el bloque de la corona debe tener la su!ciente altura de la sección para permitir sacar la sarta del agujero almacenarla temporalmente en el peine de la changuera, cuando se le saca para cambiar la barrena o para alguna otra operación. +uando la sarta de perforación se extrae del agujero, se le saca en secciones de * tubos, estas secciones de tres tubos se llaman lingadas, las cuales miden aproximadamente *> pies ó (? metros se pueden acomodar en una instalación que mida %*@ pies 0( m2. &u altura es un indicador de la habilidad de maniobrar las secciones de tuber#a. El equipo que debe de ser soportado por la torre o el m/stil es$ •
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La corona. Es una plataforma locali"ada en la parte superior de la torre o el m/stil, donde est/ también el lugar para el bloque de la corona. La changuera. Es un plataforma de trabajo locali"ada arriba del piso de perforación de la torreo el m/stil, el cual soporta al personal que trabaja en ella para poner de pie la tuber#a deperforación los lastrabarrenas durante las operaciones de perforación.
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)ampa de tuber#as. La rampa en la parte frontal de la torre o el m/stil donde la tuber#a eselevada puesta en el piso de perforación, cuando se adhieren secciones de tuber#as. +ontrapo"o. El hoo en el suelo est/ locali"ado debajo del piso de perforación el cual proveeuna altura adicional entre el piso de perforación del cabe"al de la 4) para poder acomodarlos preventores.
1.2. EL MALA!ATE. El malacate es la pie"a principal del equipo, es grande pesado, consiste de un tambor que girasobre un eje alrededor del cual se enrolla un cable de acero, llamado cable de perforación. 4ambiéntiene un eje que atraviesa el malacate que tiene ( tambores que giran en cada extremo de este eje01igura @2.
1igura @. Aalacate. Barios ejes, embragues transmisiones de cadena, facilitan los cambios de dirección velocidad. Los propósitos principales del malacate son los de i"ar e introducir la tuber#a al agujero. El cable de acero es enrollado en el carrete del malacate cuando se acciona su funcionamiento, el carrete gira. 7ependiendo en qué dirección gire el carrete, el bloque del aparejo o polea viajera que lleva conectada la sarta de perforación sube o baja a medida que el carrete enrolla o desenrolla el cable. na de las caracter#sticas sobresalientes del malacate, es el sistema de frenos que hace posible que el perforador controle f/cilmente las cargas de tuber#a de perforación o de revestimiento. La maor#a de las instalaciones tienen por lo menos dos sistemas de frenos. n freno mec/nico que puede pararla carga inmediatamente 01igura ?2. El otro freno, generalmente hidr/ulico 0hidrom/tico2 o eléctrico, controla la velocidad de descenso de una carga que a su ve" auda a no gastar las pastas del freno mec/nico en el bloque del aparejo, pero este segundo freno no detiene el descenso completamente. na parte integral del malacate es una transmisión que provee un sistema de cambios de velocidad. Este sistema de transmisión le da al perforador una gran variedad de velocidades que pueden utili"ar para levantar la tuber#a, por lo tanto, el carrete del malacate puede tener un m#nimo de cuatro un m/ximo de ocho velocidades.
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1igura ?. 1reno Aec/nico. ;tra caracter#stica del malacate es el eje con sus dos tambores especiales. El carrete de enrollar queest/ locali"ado en el lado del malacate que le queda m/s cerca al perforador se usa para apretarlas herramientas la tuber#a. El otro tambor est/ locali"ado al otro extremo del malacate se usa paradesconectar la tuber#a cuando se sacan del agujero.
1.". LOS #LO$%ES & LA LI'EA (E )ER*ORA!I+'. La polea viajera el gancho, el bloque de la corona, los elevadores, el cable de perforación, constituen un conjunto cua función es soportar la carga que est/ en la torre o m/stil, mientras se introduce o extrae del agujero. 7urante las operaciones de perforación, esta carga al gancho, consiste en la unión giratoria, la =echa o Cell, la tuber#a de perforación, los lastrabarrenas la barrena. 7urante las operaciones de cementación, también tiene que soportar el peso de una sarta de tuber#a especial llamada tuber#a de revestimiento, muchas veces, esta es una carga m/s pesada que toda la sarta. +omo sucede con casi todas las partes de la instalación de la perforación rotatoria, los bloques el cable de perforación deben ser su!cientemente fuertes para poder soportar pesos tan grandes. 4ambién debe de eliminarse la fricción entre los bloques hasta donde sea posible, mientras que se mantiene la fuer"a deseada, por esto son importantes unos buenos cojinetes una buena lubricación. El cable de perforación 01igura D2 esta generalmente construido con cable de acero de % 1 8
a
% pulgadas 0(.D@ a *.D% cm2 de di/metro. El cable de acero, se fabrica a su ve" de alambres de acero, este también requiere lubricación debido al movimiento constante de los alambres dentro del cable de acero, a que unos van ro"ando contra otros mientras el cable viaja a través de las poleas en el bloque de la corona de la polea viajera. Fa que es un art#culo que se desgasta se tiene que reponer, puede ser un gasto apreciable en cualquier instalación.
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1igura D. +able de Perforación. El cable debe ser seleccionado de acuerdo con el peso que tendr/ que soportar 01igura G2 con el dise3o de las rondanas del bloque de la corona del bloque del aparejo a través de las cuales el cable tendr/ que pasar. El cable debe ser inspeccionado con frecuencia para asegurar que esté en buenas condiciones.
1igura G. 4ipos de +able de Perforación El cable debe ser movido periódicamente para que se desgaste igualmente por todos lados, el procedimiento para cortar el cable desgastado debe tomar en cuenta el uso o trabajo rendido por el cable, éste desgaste es determinado por el peso, distancia movimiento de un cable viajando sobre un punto dado. Para poder utili"ar el cable de acero como cable de perforación, debe ser enhebrado, a que llega a la instalación enrollada sobre un tambor alimentador de madera. El primer paso que se lleva a cabo para enhebrar el cable es tomar el extremo del cable subirlo 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional hasta la cima del m/stil o la torre en la corona. El cable de perforación se enhebra por una de las poleas se baja hasta el piso de la instalación. 4emporalmente descansando sobre el piso de la instalación se encuentra otro juego enorme de poleas llamado el bloque viajero o polea viajera. El extremo del cable se enhebra por una de las poleas de éste se sube nuevamente hacia el bloque de la corona. Hh# el cable se enhebra nuevamente por otra polea de la corona, se vuelve a bajar se le desli"a nuevamente hasta la polea viajera donde se vuelve a enhebrar. Esta operación se lleva a cabo varias veces hasta que se logra el n:mero correcto de enhebradas o l#neas de cable 01igura %>2. La operación de enhebrar casi siempre se lleva a cabo antes de elevar el m/stil.
1igura %>. L#neas del +able de Perforación. El n:mero de cables es solamente uno, pero como el cable de perforación sube baja tantas veces, da el efecto de muchos cables. El n:mero de l#neas de cable depende del peso que se va a soportar con los bloques. Aientras m/s peso se va a soportar con los bloques., m/s enhebradas son necesarias. na ve" que la :ltima enhebrada se ha llevado a cabo, el extremo del cable se baja hasta el piso de la instalación se conecta al tambor del malacate. La parte del cable que sale del malacate hacia el bloque de la corona se llama l#nea viva, porque se mueve mientras se sube o se baja el bloque del aparejo en la instalación. El extremo del cable que corre del bloque de la corona al tambor alimentador se asegura, llam/ndose a esta parte del cable l#nea muerta, porque no se mueve una ve" que se ha asegurado. Aontado sobre la subestructura de la instalación se encuentra un aparato que se llama el ancla de cable muerto 01igura %%2, la cual sostiene al cable !jo, por lo que el bloque del aparejo puede ser elevado del piso de la instalación hacia arriba enrollando el cable con el tambor del malacate para bajar el bloque el cable solamente se suelta.
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1igura %%. Hncla del +able de Perforación. Los bloques de corona bloques del aparejo usualmente se ven m/s peque3os de lo que realmenteson, porque son vistos a distancia 01igura %(2. Las poleas alrededor de las cuales se enhebra elcable miden %.- m 0- ft2 de di/metro o m/s los pasadores sobre los cuales las poleas giran puedenmedir *% cm. 0% ft2 o m/s, también de di/metro. El n:mero de poleas necesarias en el bloque de lacorona 01igura %*2 siempre es una m/s que las que se necesitan en el bloque del aparejo.
1igura %(. Iloques. Por ejemplo, un cable de die" l#neas requiere seis poleas en el bloque de corona cinco en el bloque del aparejo, la polea adicional en el bloque de la corona es necesaria para enhebrar la l#nea muerta. 4ambién requerimos en la polea viajera un muelle que act:a como un coj#n para absorber choques un gancho al cual se le une el equipo para soportar la sarta de perforación. El gancho se conecta a una barra cil#ndrica de acero en forma de asa que soporta la unión giratoria o sJivel, adem/s de esta asa para la unión giratoria, existen dos m/s que se utili"an para conectar los elevadores de tuber#a al gancho 01igura%*2. Los elevadores son un 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional juego de eslabones que sujetan a la sarta de perforación para permitir al perforador bajar o subir la sarta de perforación en el po"o 01igura.%2.El perforador baja el bloque del aparejo los elevadores hasta un punto donde la cuadrilla puede conectar los elevadores a la tuber#a.
1igura %*. Iloque Biajero.
1igura %. Elevadores.
( Com#onentes $e% Sistema Rotatorio El equipo rotatorio consiste en$ (.%. La mesa rotatoria. (.%. La unión giratoria. (.*. La =echa o el Cell. (.. Los accesorios de la rotaria. (.-. El sustituto de la =echa. (.@. La tuber#a de perforación. (.?. Los lastrabarrenas. (.D. El portabarrena. (.G. La barrena. 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional (.%>. Hccesorios Especiales. La sarta de perforación es el ensamble de equipo entre la unión giratoria la barrena, incluendo a la =echa, la tuber#a de perforación a los lastrabarrenas. El término sarta de perforación se re!ere sencillamente a la tuber#a de perforación a los lastrabarrenasK sin embargo en el campo petrolero, la sarta de perforación a menudo se utili"a re!riéndose a todo el ensamble.
2.1. LA MESA ROTARIA. La rotaria es lo que le da el nombre a la perforación rotatoria. Es de acero mu pesada, tiene generalmente forma rectangular 01igura %-2. )ecibe la energ#a del malacate mediante la cadena de transmisión de la rotaria. Produce un movimiento que da vuelta para que la maquinaria la trans!era a la tuber#a a la barrena. n motor eléctrico los trabajos del aparejo accionan el poder de esta. El equipo adicional trans!ere el movimiento que da vuelta de la mesa rotaria a la tuber#a de perforación a la barrena.
1igura %-. Aesa )otaria Esta es un ensamble que nos provee de rotación, est/ locali"ada directamente en el piso de perforación abajo del bloque de la corona arriba del hoo donde se va a perforar, consiste de la mesa rotatoria, el buje maestro, ( importantes accesorios que son el buje de la =echa o buje de la =echa 01igura %@2 el cual es usado durante la perforación las cu3as que son usadas para suspender la perforación moment/neamente.
1igura %@. Partes de la )otaria. 5onathan 6uano
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n buje es una guarnición que va dentro de una apertura en una m/quina. El buje maestro tiene una apertura con la cual los miembros del equipo puedan maniobrar es donde se establece el contacto con la tuber#a con el po"o. El buje de mecanismo impulsor de la =echa trans!ere la rotación del buje maestro a una longitud especial de tuber#a llamada la =echa. El buje de la =echa va dentro del buje principal o maestro. El buje maestro tiene cuatro agujeros donde se meten los cuatro pernos del buje de la =echa 01igura %?2. +uando el buje maestro rota, los pernos a conectados en los agujeros hacen que rote el mecanismo impulsor de la =echa.
1igura %?. +onexión de los Iujes. Las cu3as van dentro del buje maestro, son aparatos que disminuen gradualmente en di/metro que est/n forradas de elementos de agarre parecidos a dientes. Estas tienen una función vital cuando el tuber#a la barrena no est/n rotando 01igura %D2, cuando el perforador detiene la mesa rotatoria el equipo de i"aje sostiene el sistema para al"ar la tuber#a la barrena fuera del fondo del agujero, es a menudo necesario que los miembros del equipo suspendan la tuber#a fuera del fondo, como las cu3as agarran la tuber#a !rmemente para suspenderla fuera del fondo, se puede desconectar o conectar la =echa los tramos de tuber#a.
1igura %D. +u3as.
2.2. LA %'I+' ,IRATORIA O S-IEL.
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Escuela Politécnica Nacional Es un aparato mec/nico pesado 01igura %G2 que tiene la principal caracter#stica de girar que va conectado al bloque del aparejo por unas enormes asas, por lo tanto interconecta el sistema rotatorio con el sistema de i"aje. El gancho suspende a la unión giratoria 01igura (>2 a la tuber#a de perforación.
1igura (>. 6ancho.
1igura %G. nión 6iratoria.
La unión giratoria tiene tres funciones b/sicas$ • • •
&oportar el peso de la sarta de perforación. Permitir que la sarta de perforación gire libremente. Proveer de un sello hermético un pasadi"o para que el lodo de perforación pueda ser bombeado por la parte interior de la sarta.
El =uido entra por el cuello de cisne, o cuello de ganso, el cual es un tubo curvado resistente a la erosión, que conecta a la unión giratoria con una manguera que transporta el =uido de perforación hacia el tallo 01igura (%2.El =uido pasa a través del tubo lavador, que es un tubo vertical en el centro del cuerpo de la unión giratoria hasta el
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1igura (%. +uello de 6anso. Los miembros de la cuadrilla conectan la =echa a la unión giratoria. La =echa se atornilla en un montaje con cuerda macho 0el tallo o acoplador giratorio2 que sale de la unión giratoria. Este tallo rota con la =echa, la sarta de perforación la barrena.
2.". LA *LE!/A O 0ELL&. La =echa es una pie"a de tubo cuadrada 01igura ((2 o hexagonal 01igura (*2 de un metal pesado que mide aproximadamente > pies 0%( m2 que forma el extremo superior de la sarta. La =echa también sirve como un pasadi"o para que el =uido de perforación baje hacia el po"o adem/s transmite la rotación a la sarta de perforación a la barrena. La v/lvula de seguridad de la =echa o v/lvula de tapón de la =echa 01igura (2, es una v/lvula especial que aparece como un bulto en la parte superior de la =echa. La v/lvula de tapón se puede cerrar para aislar la presión que sale por la sarta de perforación, la maor#a de las v/lvulas de tapón requieren de una llave especial para cerrarse, por lo tanto, el perforador debe asegurarse que la llave para la v/lvula siempre se guarde en el mismo sitio que todos los miembros de la cuadrilla sepan donde la pueden encontrar. ;tra v/lvula de seguridad generalmente se conecta entre el extremo inferior de la =echa el extremo superior de la tuber#a de perforación 01igura (-2, esto se hace a que cuando la =echa est/ elevada en la instalación, como cuando se est/ haciendo una conexión, la v/lvula de tapón es dif#cil de cerrar, en caso de que ocurra una emergencia, la v/lvula de seguridad adicional proporciona un medio accesible para poder cerrar la sarta.
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1igura ((. 1lecha +uadrada.
1igura (*. 1lecha exagonal.
El extremo superior de la =echa va conectada a la unión giratoria su extremo inferior a la tuber#a de perforación. La tuber#a de perforación va enroscada a la unión sustituta de la =echa o simplemente unión sustituta 01igura (-2 La cual es un acople corto que va enroscado a la parte inferior de la =echa. Las roscas inferiores de la unión sustituta son enroscadas temporalmente con cada junta de tuber#a de perforación que va a3adiéndose a la sarta. La unión sustituta evita desgaste en las roscas de la =echa cuando se desgastan las roscas de la unión, ésta es reempla"ada o se le cortan nuevas roscas.
1igura (. B/lvula &uperior. 1igura (-. &ustituto B/lvula de &eguridad. La =echa va sentada dentro de una apertura cuadrada o hexagonal dependiendo de ésta, El buje de transmisión o buje de la =echa va sentado dentro de una parte de la mesa rotatoria llamada el buje maestro o buje de rotación. H medida que el buje maestro gira, la =echa gira a medida que la =echa gira, la sarta de perforación la barrena giran 01igura (@2. La =echa resbala f/cilmente dentro de la apertura del buje. Est/ por lo tanto libre de subir ó bajar. 5onathan 6uano
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1igura (@. Aovimiento )otatorio. En general, una =echa hexagonal es m/s fuerte que una =echa cuadrada. Por consiguiente, se tiende utili"ar =echas hexagonales en equipos grandes para perforar los po"os profundos debido a su fuer"a adicional. Los equipos peque3os utili"an a menudo =echas cuadradas porque son menos costosas.
2.". LA SARTA (E )ER*ORA!I+'. Est/ compuesta de la tuber#a de perforación la tuber#a de paredes gruesas llamada lastrabarrenas 01igura (?2. +ada junta de tuber#a de perforación mide *> ft 0G m2. +ada extremo de la junta contiene roscas. El extremo con las roscas interiores se conoce como la caja el extremo con las roscas exteriores seconoce como pi3ón 01igura (D2. +uando se conecta la tuber#a, el pi3ón se centra dentro de la caja la conexión se ajusta, los extremos enroscados de la tuber#a se conocen como las uniones de tuber#a o uniones de maniobra realmente son pie"as separadas que el fabricante suelda a la parte exterior de la junta del tubo. Luego, el fabricante corta roscas en estas pie"as a medidas especi!cadas por la industria.
1igura (?. 4P LI.
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1igura (D. +aja Pi3ón. 7os llaves pesadas son empleadas para hacer las conexiones cuando la tuber#a est/ entrando apo"o para desenroscar la tuber#a cuando ésta est/ saliendo del po"o 01igura (G2. Estas dos llaves son suspendidas de la torre o del m/stil de modo que pueden ser manejadas en el piso de ésta, m/s o menos a la altura de la cintura de un hombre. Las llaves llevan un contrapeso en el extremo de un cable de suspensión, que permite que un empleado en el piso las suba o baje seg:n sea necesario. Estas tienen varios juegos de mand#bulas para acomodar a los diversos tama3os de tuber#as, a que diferentes tama3os de tuber#a también requieren cu3as de diferentes tama3os. 4anto las tena"as como las cu3as, requieren de elementos de agarre que sujeten la super!cie exterior de la tuber#a. Los dientes de las cu3as de las tena"as se embotan con el uso pero ambos pueden ser a!lados o reempla"ados. Las mand#bulas de las tena"as se utili"an para agarrar a la unión de tuber#a luego apretarla cuando se jala el extremo del mango de las tena"as. Las primeras tena"as de desenrosque, van conectadas al carrete de desenrosque del malacate, Las tena"as de contra fuer"a son operadas con una cadena o cable del carrete situado cerca del perforador. Hmbas tena"as son equipadas con l#neas de seguridad hechas de cable de acero fuerte para evitar que éstas ocasionen heridas a los trabajadores mientras est/n en uso.
1igura (G. Llaves. Los lastrabarrenas, como la tuber#a de perforación, son tubos de acero a través de los cuales se puede bombear lodo. Los lastrabarrenas son m/s pesados que la tuber#a de perforación se utili"an en el extremo inferior de la sarta para poner peso sobre la barrena 01igura *>2. Este peso es lo que le permite a la barrena perforar. Los lastrabarrenas miden aproximadamente *>ft 0Gm2 de largo, al igual que las tuber#as de perforación pero una diferencia entre ambas es que los lastrabarrenas tienen las uniones de tuber#a soldadas, las roscas son cortadas directamente en los 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional lastrabarrenas. Existen diferentes tipos de lastrabarrenas como son los lastrabarrenas est/ndar, en espiral Mipped
1igura *>. Lastrabarrenas. 7e una manera general la sarta de perforación est/ compuesta por los siguientes elementos$ • • • •
1lecha. 4uber#a de perforación. Hparejo de fondo. Iarrena.
Las funciones que como conjunto reali"an son$ &irve como conducto del =uido de super!cie a la barrena. 4ransmite el movimiento rotatorio. 7a el peso necesario a la barrena. El aparejo de fondo, es el conjunto de tuber#as aditamentos que se encuentra trabajando en elfondo del po"o los que reali"an propiamente la demolición de la roca, entre sus elementos seencuentran$ • • •
• • • • • • • • • • •
Lastrabarrenas. 4uber#a extrapesada. Estabili"adores. Aartillo. Hmortiguador Portabarrena Iarrena motor de fondo A7. +anasta etc.
No siempre se llevan todos los elementos mencionados anteriormente, el tipo de aparejo de fondo sedise3ar/ de acuerdo a las necesidades que presente la perforación del po"o a 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional reali"ar. +omofunciones de este aparejo de fondo se encuentra que aporta el peso sobre barrena, da el control de ladirección del po"o, aporta estabilidad a la barrena, trabaja bajo compresión, etc.Las tuber#as de perforación se encuentran en varios tama3os pesos, los m/s comunes son$ • • •
* pg. de di/metro con %*.*> lbOft de peso nominal. pg. de di/metro con %@.@> lbOft de peso nominal. - pg. de di/metro con %G.-> lbOft de peso nominal.
El grado describe el m#nimo esfuer"o de cedencia a que puede ser sometida la tuber#a, es de granauda para diversos c/lculos en el dise3o de una sarta. Los grados m/s comunes son$
+on respecto al uso el desgaste que tiene cada tuber#a, el HP' 0Hmerican Petroleum 'nstitute2estableció un código de colores n:meros, adem/s de una descripción de las caracter#sticas con lasque cuentan las tuber#as. Esta clasi!cación es la siguiente$
2.. LA #ARRE'A. El trabajo primario de las barrenas es rotar en el fondo del agujero. La barrena es el !nal del aparejode perforación, porque la barrena es la que perfora el po"o. En la industria que se dedica a lafabricación de barrenas, se ofrecen varios tipos, en muchos
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Escuela Politécnica Nacional tama3os dise3os. Las dise3an paraperforar un di/metro determinado de agujero en una clase determinada de formación. Las barrenaslas ha en dos categor#as principales$ • •
+ónicas. +abe"a !ja.
Hmbas tienen cortadores, que muelen la roca mientras que la barrena perfora. Las barrenas tienenvarias clases de cortadores dependiendo del tipo de barrena. Los cortadores para las barrenascónicas son dientes de acero o de carburo de tungsteno. Los cortadores para las barrenas de cabe"a!ja son de diamantes naturales, diamantes sintéticos, o una combinación 0h#brido2 de ellos. Lasbarrenas de h#bridos combinan diamantes naturales sinteti"ados, pueden tener adem/s, insertosde carburo de tungsteno.
#arreas !óicas. Este tipo de barrenas tienen conos de acero que ruedan, cuando la barrena gira. Los cortadores de labarrena est/n en los conos 01igura *%2. Aientras que los conos ruedan el fondo del agujero, loscortadores raspan, escoplean, o trituran la roca en cortes mu peque3os.
1igura *%. Iarrenas +ónica El lodo de perforación, que sale de aperturas especiales de barrena 0toberas2, quita los recortes. Las barrenas cónicas tienen de dos a cuatro conos, pero la gran maor#a son solo de tres conos 01igura *(2.
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Escuela Politécnica Nacional 1igura *(. Iarrena 4ricónica La maor#a de las barrenas cónicas de dientes de acero de insertos de carburo de tungsteno tienenlos inectores 0toberas2 que expulsan el lodo a grandes velocidades en forma de chorros 01igura **2. Los chorros de lodo sacan los recortes que se generan por el efecto de la barrena sobre laroca, si esto no se llevara a cabo el avance en la penetración de las diferentes capas se retrasar#a puesto que solo se estar#an triturando los recortes que a se generaron el #ndice de la penetración0);P2 disminuir#a notablemente. 7ebido a la acción de proporcionar un chorro en el fondo del agujeroal perforar, la gente llama a veces este tipo de barrena como barrena cónica tipo jet.
1igura **. 4oberas.
#arreas de !abea *i3a. Hunque las barrenas de cabe"a !ja tienen toberas, no tienen conos que rueden independientementeen la barrena, mientras se est/ en movimiento rotatorio. Estas consisten en un peda"o sólido0cabe"a2 que rota solamente mientras que la sarta de perforación gire. n fabricante de barrenas decabe"a !ja pone los cortadores en la cabe"a de la barrena 01igura *2. Hlgunos tipos de barrena decabe"a !ja tiene diamantes naturales o industriales, otras emplean diamantes sintéticos. Losdiamantes sintéticos son policristalinos.
1igura *. +ortadores en la cabe"a. En una barrena de diamante natural, el fabricante de la barrena incrusta diamantes industriales en elfondo las caras de la barrena. Aientras que la barrena rota, los diamantes entran en contacto con lacara de la formación la muelen para hacer el agujero. Los fabricantes hacen muchas clases de lasbarrenas de diamante para muchas clases de formaciones de condiciones de perforación. nabarrena extensamente usado es la barrena policristalina de insertos de diamante. El carburo de tungsteno es la 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional caracter#stica de las barrenas de P7+ 01igura *-2 las cu/les son diamantessintéticos pegados. 0en este caso, es un disco peque3o hecho del carburo de tungsteno.2.
1igura *-. Iarrena P7+. na clase especial de barrena de P7+ es una barrena de diamante policristalino térmico estable. Lasbarrenas de 4&P 01igura *@2 pueden soportar temperaturas mucho m/s altas que las barrenas deP7+. Hs#, al perforar un agujero que requiera mucho peso de altas velocidades rotatorias quegeneren bastante calor para destruir la capa sinteti"ada del diamante de un cortador de P+7, eloperador puede seleccionar una barrena de 4&P. Las barrenas llamadas h#bridas combinan losdiamantes naturales, P+7s, 4&Ps, e incluso insertos de carburo de tungsteno.
1igura *@. Iarrena 4&P Los perforadores utili"an el diamante natural, P7+, 4&P, barrenas h#bridas para perforarformaciones suaves, medias, formaciones duras. &on especialmente e!caces en formaciones abrasivas. Estas barrenas de diamante natural sintético son el tipo m/s costoso de barrena.+uando est/n utili"adas correctamente, pueden perforar m/s tiempo que las de dientes de acero o decarburo de tungsteno.
Tama4os 5 Atributos de las #arreas. 5onathan 6uano
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Las barrenas est/n disponibles en muchas medidas, a partir de * Q pulgadas hasta (D pulgadas dedi/metro, dependiendo del di/metro del agujero que el perforador necesite 01igura *?2. Lostama3os m/s peque3os o m/s grandes son de orden especial. Por otra parte, porque existen lasformaciones de varias dure"as, los fabricantes también ofrecen barrenas con los cortadoresdise3ados para perforar formaciones de diversas dure"as. En general, se ofrecen barrenas con loscortadores indicados para perforar capas de roca suave, medio suave, medias, medio duras, duras,mu duras formaciones abrasivas.
1igura *?. Bariedad de Iarrenas.
El )eso e la #arrea. Poner el peso en una barrena hace que sus cortadores fracturen la roca. 6eneralmente, losperforadores aplican el peso en la barrena permitiendo algo del peso de los lastrabarrenas sobreesta. La cantidad de peso depende del tama3o, del tipo de barrena de la velocidad a la cual elperforador la rotara. La cantidad de peso también depende del tipo de formación que es perforada.
2.6. A!!ESORIOS ES)E!IALES El desarrollo tecnológico en las herramientas que se utili"an durante la perforación, se ha desarrollado ampliamente, logrando sustituir partes mec/nicas por algunas automati"adas ocambiado de lugar el movimiento mec/nico que se ejerce para lograr la perforación de un po"opetrolero, dos ejemplos de este avance tecnológico son los denominados 84op 7rive9 los motoresde fondo que se emplean de acuerdo a las necesidades del po"o las herramientas disponibles.
Motor ele7able 8Top (ri7e9. Este sistema elimina varios elementos de la perforación rotatoria convencional, en su lugar se tieneun mecanismo impulsor superior, también llamado 8unión giratoria de poder9 que hace girar la tuber#ade perforación la barrena 01igura *D2. +omo una unión giratoria regular, el motor elevable cuelgadel gancho del sistema de i"aje tiene un pasadi"o para que el lodo de perforación pase hacia latuber#a de perforación. &in embargo, el motor elevable viene equipado de un motor eléctrico 0algunosmotores elevables grandes tienen dos motores2. Los perforadores accionan el motor elevable desdesu consola de control, el motor da vuelta a un eje impulsor que tiene 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional una cuerda para que se puedaconectar la parte superior de la sarta de perforación. +uando se enciende el motor, la tuber#a deperforación la barrena rotan. n motor elevable elimina la necesidad de una unión giratoriaconvencional, de una =echa de un buje de la =echa.
1igura *D. Aotor Elevable &in embargo, los equipos que cuentan con un motor elevable, todav#a necesitan una mesa rotatoriacon un buje maestro para proporcionar un lugar donde suspender la tuber#a cuando la barrena noest/ perforando. Hlgunos equipos tienen motores hidr/ulicos incorporados que puedan rotar a lamesa rotatoria por si existe malfuncionamiento del motor elevable. Estos motores hidr/ulicos sonconsiderablemente m/s ligeros en peso que los motores eléctricos toman menos espacio.La ventaja principal de un motor elevable a comparación de un sistema de mesa rotatoria convencional es el manejo m/s sencillo de la tuber#a por parte de la cuadrilla
Motores de *odo 8(o:;ole Motors9. En situaciones especiales, el equipo puede utili"ar un motor de fondo para rotar la barrena, que adiferencia de un sistema de mesa rotatoria convencional o un sistema del motor elevable, el motor defondo no gira la tuber#a de perforación, sino solamente la barrena. El lodo de perforación acciona lamaor#a de los motores de fondo, que normalmente se instalan sobre la barrena.Para hacer que el lodo de perforación rote la barrena, este tipo de motores cuentan con un ejeespiral, que va dentro de una cubierta tubular. El eje la cubierta est/n de una manera tal que lapresión del lodo causa el movimiento rotatorio, como la barrena est/ asociada al eje del motor, el ejehace que esta gire. 7espués de que el lodo propicia el movimiento, este sale fuera de la barrenacomo de costumbre.Los equipos de motor de fondo se usan a menudo para perforar los po"os direccionales o verticales 01igura *G2. H veces, es deseable perforar un po"o con alguna inclinación puesto que un po"overtical no podr#a alcan"ar un objetivo deseado en un
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Escuela Politécnica Nacional acimiento. Este tipo de objetivos son m/sf/ciles de conseguir si la tuber#a de perforación no rota, por lo tanto se emplean los motores defondo.
1igura *G. Aotor de 1ondo
) Com#onentes $e% Sistema $e Cir*u%a*i+n $e Lo$o na caracter#stica :nica de la perforación rotatoria es el bombeo del l#quido de perforación al fondodel po"o para recoger los cortes hechos por la barrena levantarlos hasta la super!cie. Pero no soloestos recortes son los que se llevan a super!cie, al mismo tiempo se levantan las part#culas sólidasde las caras del po"o de las formaciones que se van atravesando. La capacidad de un equiporotatorio de circular el lodo de perforación puede ser de!nitiva en la utili"ación del equipo alrededordel mundo. El lodo circula por muchas pie"as del equipo, como son la bomba de lodos, la l#nea de descarga, lacolumna de alimentación 0o tuber#a vertical2, la manguera de lodos, la unión giratoria, el
2
1igura >. &istema +irculatorio.
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Escuela Politécnica Nacional El lodo es bombeado desde la presa de succión, a través del tubo vertical que es una sección de tubode acero montado verticalmente en una pata del m/stil o de la torre. El lodo es bombeado por el tubovertical hasta una manguera de lodo, ésta va conectada a la unión giratoria, el lodo entra a la unióngiratoria, luego baja por la =echa o
1igura %. Maranda Bibratoria 4ambién podemos encontrar los desarenadores 01igura (2 los deslimi"adores 0removedores de limo2 01igura *2 que se conectan a las presas para remover las part#culas peque3as cuando ellodo las trae de la formación a que si el limo o la arena vuelve a circular por el po"o, el lodo se hacem/s denso que lo deseado puede desgastar la sarta de perforación otros componentes.En el caso que se perfore una sección de formación con peque3as cantidades de gas, se utili"a un desgasi!cador 01igura 2 para remover el gas del lodo antes de volverlo a circular, a que si estegas no es eliminado antes de volver a circular el lodo este tiende a disminuir la densidad del lodo, locual podr#a resultar en un reventón.
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1igura (. 7esarenador.
1igura *. 7eslimi"ador. 1igura . 7esgasi!cador. no de los temas m/s complejos con el cual las cuadrillas tienen que tratar son los descontroles depo"os, un n:mero de variables en cualquier trabajo de perforación no solamente dictan cualesagentes qu#micos compondr/n el lodo el car/cter f#sico del mismo, sino también sugieren la mejorvelocidad de circulación para el lodo dentro del po"o. El =uido de perforación los motores de lainstalación audan a determinar el tipo de barrena que se utili"ar/ otras de las caracter#sticas quedebe tener una instalación de perforación para un trabajo dado. El lodo se me"cla en las presas de lodo con la auda de una tolva dentro de la cual se echan losingredientes secos del lodo, estas presas contienen agitadores que me"clan al lodo a sea con aceiteo con agua, dependiendo de las propiedades del lodo que sean necesarias 01igura -2
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Escuela Politécnica Nacional 1igura -. Presa de Lodos. Las bombas de lodo es el componente primario de cualquier sistema de circulación de =uidos 01igura @2, las cuales funcionan con motores eléctricos conectados directamente a las bombas o conenerg#a transmitida por la central de distribución, las bombas deben ser capaces de mover grandesvol:menes de =uido a presiones altas. +uando se est/ circulando aire o gas, la bomba esreempla"ada por compresores las presas de 'odos no son necesarias
1igura @. Iombas de Lodos.
, Com#onentes $e% Sistema $e Ener-.a 4oda torre necesita una fuente de energ#a para mantener el sistema circulatorio el de i"ajefuncionando, en muchos casos también el sistema rotatorio requiere de esta energ#a para hacer unagujero. En el inicio de la perforación, los motores de vapor proporcionaban energ#a a las torres 01igura ?2, pero como los motores de diesel gas proporcionaban m/s energ#a se ten#a m/sf/cil acceso a estos, las torres con funcionamiento mec/nico empe"aron a suplantar a las torres confuncionamiento a base de vapor. La gente que trabajaba en estas torres las comen"ó a llamar 8torresmec/nicas9, porque los motores manejaban maquinaria especial, la cual, prove#a de energ#a a los componentes
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Escuela Politécnica Nacional 1igura ?. Aotor de Bapor. 7espués, entre los a3os de %G?> %GG>, los generadores eléctricos, trabajando a base de motoresde diesel, comen"aron a rempla"ar al equipo mec/nico usado para manejar los componentes de latorre de perforación. o, esas 8torres eléctricas9 dominan el trabajo de perforación.Aec/nicamente o eléctricamente, cada torre de perforación moderna utili"a motores de combustióninterna como fuente principal de energ#a o fuente principal de movimiento. n motor de una torre deperforación es similar a los motores de los automóviles, excepto que los de la torre son m/s grandes m/s poderosos no se usa gasolina como combustible.La maor#a de las torres necesitan de m/s de un motor para que les suministre la energ#a necesaria.Los motores en su maor#a utili"an diesel 01igura D2, porque el diesel como combustible es m/sseguro de transportar de almacenar a diferencia de otros combustibles tales como el gas natural, elgas LP o la gasolina.
1igura D. Aotores a 7iesel Los motores de diesel no tienen buj#as como los de gasolina. La combustión se provoca por el calorgenerado por la compresión, que hace que se encienda la me"cla de gas aire dentro del motor.4odo el tiempo el gas es comprimido, por lo que su temperatura se mantiene en un alto nivel,facilitando esta acción. Hs#, los motores de diesel son llamados 8motores de combustiónRignición9, adiferencia de los motores de gasolina que son llamados 8chispaRignición9. +omo el tama3o de una torre de perforación depende de que tan hondo sea el agujero que se vaa aperforar, se pueden tener desde uno hasta cuatro motores, a que mientras una torre sea m/s grande, podr/ perforar m/s hondo por lo tanto necesitar/ de m/s energ#a, por ejemplo, las torresgrandes tienen de tres a cuatro motores, proporcionando un total de *>>> P 0(%>> C2. +omo a se mencionó, para transmitir la potencia desde la fuente primaria hasta los componentes dela instalación existen dos métodos el mec/nico el eléctrico. asta hace poco, casi todas lasinstalaciones eran mec/nicas, o sea, la potencia de los motores era transmitida a los componentespor medios mec/nicos, actualmente, las instalaciones dieselSeléctricas reempla"aron a las mec/nicas
.1. TRA'SMISI+' ME!Á'I!A (E E'ER,
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Escuela Politécnica Nacional En una instalación de transmisión mec/nica, la energ#a es transmitida desde los motores hasta elmalacate, las bombas otra maquinaria a través de un ensamble conocido como la central dedistribución, la cual est/ compuesta por embragues, uniones, ruedas de cabilla, correas, poleas ejes, todos los cuales funcionan para lograr la transmisión de energ#a 01igura G2.
1igura G. 4ransmisión Aec/nica de Energ#a
.2. TRA'SMISI+' EL=!TRI!A (E E'ER,2. Estos generadores a su ve" producen electricidadque se transmite por cables hasta un dispositivo de distribución en una cabina de control 01igura -%2, de ah# la electricidad viaja a través de cables adicionales hasta los motores eléctricos que vanconectados directamente al equipo, el malacate, las bombas de lodo la mesa rotar#a 01igura -(2. 5onathan 6uano
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1igura ->. Aotor a 7iesel. 1igura -%. +abina de +ontrol.
1igura -(. Aotor eléctrico en el Aalacate El sistema dieselSeléctrico tiene varias ventajas sobre el sistema mec/nico siendo la principal, laeliminación de la transmisión pesada complicada de la central de distribución la transmisión decadenas, eliminando as# la necesidad de alimentar la central de distribución con los motores elmalacate, otra ventaja es que los motores se pueden colocar lejos del piso de la instalación,reduciendo el ruido en la "ona de trabajo.
/ Com#onentes $e% Sistema #ara e% Contro% $e% Po&o 6.1E$%I)O )ARA EL !O'TROL (EL )O>O. 6.1.1 )re7etores. La función de los preventores es el de controlar el paso de =uidos de una formación productora haciala super!cie, tanto por el espacio anular como por el interior de la tuber#a de producción o de trabajo,a sean gas, aceite, o agua. +lasi!cación de los preventores$ • • •
7e 'nteriores. 7e ariete. Esféricos.
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Hnular mec/nico.
Preventores de interiores. &u función es controlar el paso del =uido que proviene del interior de la tuber#a de producción o detrabajo. Estos se clasi!can en dos tipos$ •
•
7e saeta o dardo 0v/lvula de contra presión2.S Es un preventor de revestimiento interno parasarta de perforación que cierra e!ca"mente el recinto de la tuber#a para sellar la presión delpo"o, cuando se introduce al po"o se abre apenas se restaura la circulación. el recinto de la sarta de perforación se cierra herméticamente autom/ticamente bajo la acción de un resortede cierre audado por la presión del po"o la v/lvula se abre autom/ticamente al reanudarse lacirculación. 7e ca#da o de encajar 0v/lvula de retención autom/tica2. S La v/lvula de retención de encajares una unidad pesada que permanece en el piso de la cabr#a hasta que se necesite, una ve"puesta en la sarta de perforación act:a como v/lvula autom/tica de retención, la accióncortadora del =uido de perforación circulante no la desgasta por abrasión no requierereempla"o frecuente, al tiempo que la v/lvula de retención proporciona sello hermético contralos =uidos ascendentes, la esfera retenedora cargada a resorte se abre f/cilmente de lodocirculante a !n de recuperar el control del po"o.
Preventores de ariete. &e utili"an como control super!cial en un po"o, para sellar el espacio anular cuando se tiene tuber#aen su interior o cerrarlo totalmente, funciona casi siempre hidr/ulicamente para cerrar el espacioanular alrededor de la tuber#a en el po"o, los arietes para tuber#a deben ajustarse alrededor delper#metro de cualquier clase o tama3o de tuber#a que se encuentre en el po"o. &e usan unidades sencillas dobles se colocan sobre el cabe"al de tuber#a de revestimiento o deproducción, sus bridas deben tener las mismas especi!caciones HP' que el cabe"al donde seinstalen, si no es de la misma medida, se utili"ar/ un carrete o brida adaptada para efectuar el enlacecorrespondiente. Existen cuatro tipos de preventores de ariete$ •
•
7e di/metro sobre medida.S Este tipo de ariete de tuber#a se utili"a para sellar el espacioanular comprendido entre el exterior de la tuber#a de producción o de trabajo el di/metrointerior del preventor cuando se tiene una se3al de =uidos en el po"o. +onsta de un elementode hule, cua función es efectuar el sello sobre la tuber#a en uso, adem/s cuenta con unempaque superior, el cual efectuara el sello en la parte interna del cuerpo del preventor. 7e di/metro ajustable o variable.S Este tipo se utili"a para sellar el espacio anularcomprendido entre el exterior de la tuber#a de producción o de trabajo el di/metro interior delpreventor cuando se tiene una se3al de =uidos en el po"o. La
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Escuela Politécnica Nacional construcción del elemento desello se hace dé tal manera que proporciona una cantidad de hule para efectuar el sello,presentan la ventaja de no cambiar arietes al manejar diferentes di/metros de tuber#a, a quesellan ajust/ndose al di/metro de la 4P, las m/s usadas de este tipo son los que manejan 7
el rango de di/metros de
•
•
2
8
a - pulgadas.
+iegos.S se utili"an para cerrar totalmente el po"o, al no tener tuber#a en su interior que porla manifestación del =uido que presente, no sea posible introducirla. +onsta de un empaque frontal plano, construido a base de hule vulcani"ado en una placa met/lica de un sellosuperior. 7e corte.S &u función es la de cortar la tuber#a de producción o de trabajo cerrar totalmenteel po"o. +uando al introducir o sacar tuber#a del po"o, surgiera una manifestación de los=uidos contenidos en él, que no permitiera sentar la tuber#a en las cu3as de la rotaria paracolocar la v/lvula de seguridad, en este momento se operan los arietes de corte, cortando latuber#a quedando sellado el =ujo de =uidos del po"o. Est/ formado por un ariete inferior otrosuperior, el ariete superior aloja el empaque de las cuchillas efectuando un sello hermético almomento de cortar la tuber#a.
Preventores esféricos. &e utili"an principalmente para sellar el espacio anular o el po"o franco, cuando se detecta una se3alde cabeceo al momento de estar moliendo, metiendo o sacando tuber#a del po"o. Es el accesorio que forma parte del conjunto de preventores tiene la habilidad de efectuar cierresherméticos a presión, en cualquier cuerpo que esté dentro del po"o, sin importar su forma o en po"ofranco, para ello utili"an como elemento una unidad de caucho de alta calidad con insertos,haciéndolos m/s efectivos alargando su vida :til, la forma tama3o de sello est/ regido por lamarca del preventor. +omo ventajas se pueden mencionar que proporcionan di/metros amplios de paso, el tama3o forma de su cuerpo 0esbelto sin salientes2 hace m/s f/cil su manejo, son dise3ados para rangos depresión de trabajo desde *>>> hasta (>,>>> lbOpg.T, en el instante que se detecte una se3al decabeceo en un po"o, el preventor esférico anular es operado para cerrar, sin importar la forma de laherramienta que est/ en su interior, a que al darse un sello hermético queda controlado el =ujo por elespacio anular o se cierra totalmente el po"o si no se tiene tuber#a dentro de él. Preventor anular mec/nico. &e utili"a en donde se operan po"os de bombeo mec/nico o ha operaciones donde se hacenecesario introducir tuber#a bajo presión, ah# en esas labores utili"amos los preventores dereventones anulares.Los preventores anulares mec/nicos son dise3ados variando :nicamente los hules que se colocan deacuerdo a la tuber#a que se manejar/, as# como los topes superiores, a que éstos var#an de acuerdoa su di/metro interior ELEAEN4;& 7EL +;N5N4; 7E P)EBEN4;)E&.
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+abe"al de la tuber#a de revestimiento, forma parte de la instalación permanente del po"o seusa para anclar sellar alrededor de la siguiente sarta de tuber#a de revestimiento. Las salidaslaterales del cabe"al pueden utili"arse para instalar las l#neas secundarias 0auxiliares2 decontrol su uso debe limitarse para el caso de emergencias. +uando las l#neas no est/ninstaladas, se recomienda disponer de v/lvulas un manómetro en dicha salida. +arrete de control, se instala para conectar las l#neas de matar estrangular del conjunto depreventores. El HP' permite que estas l#neas se conecten a un preventor con salidas laterales,eliminando al carrete con la ventaja de disminuir la altura del conjunto de preventores. &inembargo, en la maor#a de los casos se pre!ere usar carrete a que como est/ sujeto a laerosión, resulta m/s económico cambiar un carrete que un preventor. +onjunto de preventores, es el ensamble vertical del equipo especial en la parte superior de latuber#a de revestimiento que se usa para cerrar el po"o al =ujo, con o sin tuber#a deperforación en el agujero. Las operaciones de los dispositivos de cierre deber/n ser r/pidos con!ables aun cuando estén cubiertos de lodo01igura -2
1igura -. +onjunto de Preventores 0I;Ps2 Los criterios para seleccionar el arreglo de preventores deben de considerar la magnitud del riesgoexpuesto el grado de protección requerida. +uando el riesgo es peque3o 0presiones de formaciónnormales /reas desérticas o monta3osas alejadas de los centros de población2, se requiere de un arreglo de preventores sencillo de bajo costo. &i el riesgo es maor 0presiones de formaciónanormales, acimientos de alta productividad o alta presión, /reas densamente pobladas, grandesconcentraciones de personal equipo como en el caso de barcos o plataformas marinas2, el arreglodebe ser m/s complejo en consecuencia de maor costo.
6.".2. El Acumulador. 5onathan 6uano
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Escuela Politécnica Nacional Los preventores se abren se cierran con =uido hidr/ulico que va almacenado bajo presión en unaparato llamado acumulador, los cuales son recipientes en forma de botellas o esféricos que est/nlocali"ados en la unidad de operaciones siendo aqu# donde se guarda el =uido hidr/ulico, para poderllevar el =uido hidr/ulico del acumulador a los preventores, se tienden fuertes l#neas para soportaraltas presiones cuando las v/lvulas de control se activan, el =uido hace que los preventorestrabajen, a que los preventores deben de sellar r/pidamente es necesario que el =uido este desde%,->> hasta *,>>> psi de presión utili"ando gas nitrógeno contenido en los recipientes.El acumulador casi siempre va colocado como a %>> ft. de la instalación para que si ocurre unincendio o reventón, el acumulador no sea averiado las v/lvulas puedan ser utili"adas para cerrarlos preventores, existe un tablero de control situado en el piso de la instalación para poder operar lospreventores, en "onas mu fr#as, los acumuladores deben de estar protegidos contra el fr#oteniéndolos bajo calefacción para mantener el aceite hidr/ulico =uendo para asegurar que loscontroles eléctricos se mantengan secos, pudiéndose agregar al =uido hidr/ulico un anticongelantecomo el glicol de etileno.
6.".". El Estra?ulador. +uando ocurre un cabeceo, al cerrar el po"o con uno o m/s de los preventores, se tiene que seguirperforando por lo que ha que circular fuera el =uido invasor con =uido de peso apropiado llamado=uido de control, para tal operación se instala un juego de v/lvulas llamadas estranguladores 01igura --2, estos van conectados a los preventores con la l#nea del estrangulador, o sea, cuando un po"ose ha cerrado, el lodo el =uido invasor son circulados hacia fuera por medio de la l#nea delestrangulador a través del juego de conexiones del estrangulador. Los estranguladores son v/lvulasajustables !jas. Los estranguladores ajustables son operados neum/ticamente o hidr/ulicamente tienen una apertura capa" de ser cerrada o restringida, la cual var#a en tama3o, desde la posición decerrado hasta la completamente abierta. n estrangulador !jo tiene un =ujo restringido de tama3opermanente. +ualquiera de los casos, la idea es que el =ujo de los =uidos del po"o pueda sercirculado a través de los estranguladores que se pueda mantener la su!ciente presión dentro delpo"o para evitar que entre m/s =uido de la formación mientras se est/ llevando a cabo la operaciónde cerrar el po"o
1igura --. B/lvulas +omo los estranguladores son susceptibles a obstrucciones desgaste bajo altas presiones,generalmente es necesario instalar varios estranguladores para permitir el cambio de unestrangulador a otro, de aqu# el nombre juego de conexiones del estrangulador. Los estranguladoresajustables generalmente son controlados desde un tablero de control remoto en el piso de lainstalación 01igura -@2
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