Embed Size (px)
Citation preview
PRINCIPIOS BASICOS DE PERFORACION
“UNA BREVE MIRADA A LAS PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LA
PERFORACION DE POZOS DE PETROLEO”.
Por: Ing. Armando Torres Valenzuela
CONTENIDO
1. ORIGEN DEL PETROLEO
2. TIPOS DE EQUIPOS DE PERFORACION
2.1 EQUIPOS TERRESTRES
2.2 PLATAFORMAS SUMERGIBLES
2.3 PLATAFORMAS SEMISUMERGIBLES
2.4 JACK UP´s
2.5 DRILL SHIP (BARCOS DE PERFORACION)
2.6 PLATAFORMAS
3. HERRAMIENTAS BASICAS DE PERFORACION
3.1 TOP DRIVE
3.2 KELLY Y MESA ROTARIA
3.3 TUBOS DE PERFORACION
3.4 HEAVY WATE DRILL PIPE (TUBOS PESADOS DE PERFORACION)
3.5 DRILL COLLAR (BOTELLAS DE PERFORACION)
3.6 CROSS OVER SUBS
3.7 ESTABILIZADORES
3.8 BOTTOM HOLE ASSEMBLY (B.H.A)
3.9 PIPE RACKS (BURROS DE TUBERIA9
3.10 BROCAS
3.10.1 TRICONICAS
3.10.2 FIJAS
3.11 DRILLING JARS
4. TIPOS DE POZOS Y HERRAMIENTAS DE DESVIACION
4.1 MEASUREMENT WHILE DRILLING (MWD)
4.2 MOTOR DE FONDO
4.3 POZOS DIRECCIONALES
4.4 POZOS HORIZONTALES
5. EQUIPOS DE ROTACION Y LEVANTAMIENTO
5.1 SWIVEL
5.2 TORRES Y MASTILES DE PERFORACION
5.3 CROWN BLOCK (CORONA)
5.4 MONKEY BOARD (PLATAFORMA DEL ENCUELLADOR)
5.5 STABBING BOARD (TRABAJADERO AUXILIAR)
5.6 SUBESTRUCTURA, PLANCHADA (CAT WALK), RAMPA (PIPE RAMP) Y
PUERTA EN V (V DOOR)
6. HERAMIENTAS MANUALES
6.1 CUÑAS MANUALES
6.2 SAFETY CLAMP (ABRAZADERA DE SEGURIDAD O COLLARÌN).
6.3 CUÑAS Y ARAÑAS (SPIDER)
6.4 ELEVADORES
6.5 SUSTITUTOS DE ELEVACION
6.6 LLAVES DEPOTENCIA (TONGS)
6.7 LLAVE HIDRAULICA PARA CASING (POWER TONG)
6.8 LLAVE NEUMATICA PARA TUBERIA (SPINNING WRENCH)
6.9 KELLY SPINNER
7. CALCULOS EN EL EQUIPO
1. ORIGEN DEL PETROLEO
El petróleo se forma bajo la superficie terrestre por la descomposición de
organismos marinos. Los restos de animales minúsculos que viven en el mar —y, en
menor medida, los de organismos terrestres arrastrados al mar por los ríos o los
de plantas que crecen en los fondos marinos— se mezclan con las finas arenas y
limos que caen al fondo en las cuencas marinas tranquilas. Estos depósitos, ricos en
materiales orgánicos, se convierten en rocas generadoras de crudo. El cieno y la
arena se endurecen y se convierten en esquistos y arenisca; los carbonatos
precipitados y los restos de caparazones se convierten en caliza, y los tejidos
blandos de los
organismos muertos se
transforman en petróleo
y gas natural.
Una vez formado el
petróleo, éste fluye hacia arriba a través de la corteza terrestre porque su
densidad es menor que la de las salmueras que saturan los intersticios de los
esquistos, arenas y rocas de carbonato que constituyen dicha corteza. El petróleo
y el gas natural ascienden a través de los poros microscópicos de los sedimentos
situados por encima. Con frecuencia acaban encontrando un esquisto impermeable
o una capa de roca densa: el petróleo queda atrapado, formando un depósito. Sin
embargo, una parte significativa del petróleo no se topa con rocas impermeables,
sino que brota en la superficie terrestre o en el fondo del océano. Entre los
depósitos superficiales también figuran los lagos bituminosos y las filtraciones de
gas natural.
Una parte de esos hidrocarburos podía encontrar una capa impermeable (no
porosa) de roca en un anticlinal, un domo de sal, una trampa de falla o una trampa
estratigráfica. La roca impermeable puede aprisionar los hidrocarburos, creando
un depósito de petróleo y gas natural. Los geólogos buscan esas formaciones
subterráneas, ya que suelen contener depósitos recuperables de petróleo. Los
fluidos y los gases capturados en esas trampas geológicas suelen estar separados
en tres capas: agua (densidad más alta, capa inferior), petróleo (capa media) y gas
natural (densidad baja, capa superior).
2. TIPOS DE EQUIPOS DE PERFORACION
A nivel mundial, se cuentas con seis tipos de equipos de perforación; los cuales
incluyen desde equipos en tierra ( autotransportables, ..) y offshore (plataformas,
semisumergibles, jack ups, y drill ship).
2.1 Equipos Terrestres
2.2 Plataformas sumergibles
2.3 Plataformas semisumergibles
2.4 Jack up
2.5 Drill ship (barco de perforación)
2.6 Plataformas.
2.1 Equipos terrestres:
Son equipos que perforan pozos en
tierra (on shore), se dividen en auto
transportables y no auto
transportables. Los auto
transportables tienen menos
capacidad que los de torre de
secciones desarmables, además son
mas fáciles de transportar porque su
torre va sobre un carrier. Pueden ser
de dos o tres juntas y generalmente
se les llama ―chivos de perforación o
Work over‖. Los no auto
transportables igualmente perforan
pozos en tierra, tienen mayor
capacidad de trabajo que los
―chivos‖, generalmente tienen mayor
número de piezas para su transporte
y por lo tanto su trasteo es mas
demorado, su torre es de secciones
que van como cargas individuales.
La siguiente tabla nos referencia el tipo de equipo de perforación de acuerdo a su
profundidad de perforación.
TIPO DE EQUIPO PROFUNDIDAD
PIES METROS
LIGERO 3000 - 5000 1000 – 1500
MEDIO 4000 - 10000 1200 – 3000
PESADO 12000 - 16000 3500 – 5000
ULTRAPESADO 18000 - 25000 5500 - 7500
2.2 Plataforma sumergible:
Este tipo de equipos descansan sobre
pilotes anclados en el fondo marino, cerca
de la costa. Son remolcadas cada vez que
va a situar para la perforación de otro
pozo. Para su transporte desocupan los
compartimientos y al flotar la estructura
se puede remolcar; al llegar al nuevo sitio,
se llenan los compartimientos.
Generalmente se pueden perforar pozos
desde unos cuantos pies de profundad del
mar hasta 175 ft., aproximadamente. Se
distinguen tres tipos de plataformas
sumergibles:
Barcaza de pilares
Botella
Artico
2.3 Plataformas semisumergibles:
Estos equipos de perforación se instalan, manejan y mantienen en una plataforma
situada lejos de la costa, en aguas de una profundidad de hasta 7500 ft. La
plataforma semisumergible es flotante y resiste a las olas, el viento y —en las
regiones árticas— los hielos.
MOVILIZACION DE SEMISUMERGIBLE
EQUIPO
CARRIER
Consta de columnas y pontones
(bases) que se inundan hasta cierta
altura y se procede a anclar el
equipo o mantener su posición
mediante un sistema de propulsores
o posicionadotes, que son
manejados desde una computadora
de abordo, con posicionamiento
satelital.
Se usa un transporte especial para
llevar el semisumergible en largos
trayectos. Para trayectos cortos,
se lleva el equipo remolcado por
buques o en algunas ocasiones,
cuentan con propulsión propia.
TRANSPORTE DE SEMISUMERGIBLE EN TRAYECTO LARGO
Pilotes
2.4 Jack Up (Plataformas elevadizas) :
Los Jack ups se utilizan para
perforaciones costa afuera (off shore)
no muy profundas. Se utilizan desde
unos pocos pies de profundidad del mar
hasta aproximadamente 400 ft (120
m).
Los Jack Ups constan de pilares que lo
soportan (cubierta y casco). Son
remolcados por buques; para ser
transportados levantan los pilotes y al
llegar a la ubicación del nuevo pozo, son
nuevamente extendidos hasta el fondo
del mar.
2.5 Drill ship (barco de perforación):
Es un grupo flotante y auto
propulsado para
perforación a poca y
mediana distancia de la
costa. Se mantiene en su
posición mediante unos
posicionadores dirigidos
por una computadora ligada
al satélite. El control de
pozo submarino es similar a
las plataformas semi
sumergibles.
PIPE
RISER
CABEZA
DE POZO
PREVENTOR
AS
En el gráfico se pueden observar el
pipe riser (vientos de tubería), la
cabeza de pozo y el stack de
preventoras. Esta composición del
ensamblaje de BOPs, generalmente
se presenta en plataformas
semisumergibles y Drill Ship (barcos
de perforación).
2.6 Plataformas:
Son equipos de perforación inmóviles a poca distancia de la costa; una vez
instaladas no se mueven y desde allí se perforan gran cantidad de pozos.
Generalmente cuentan con buques auxiliares aun cuando algunas no necesitan de
estos. Las plataformas van siempre sobre el fondo marino y tienen que resistir
embates de fuertes oleadas y vientos.
El gráfico muestra una plataforma tipo estructura de acero.
PREVENTORAS
Plataforma tipo cajón Plataforma tipo base hormigón
Resúmen tipos de equipos de Perforación y profundidad de operación.
OPERACIÓN DE TOP
DRIVE
MOTOR
CAJA
REDUCTORA
CONEXION
SARTA
PERFORACION
3. HERRAMIENTAS BASICAS DE PERFORACION
Parte de las herramientas y equipos están superficie y la otra en el subsuelo; su
objetivo es colocar una broca en el fondo para hacer un pozo. Para perforar un
pozo se debe colocar peso en el fondo y rotar la sarta.
Como la broca en el fondo gira y rompe formación, los cortes necesitan ser
desalojadas, por esto se requiere que algún fluido los arrastre hasta la superficie;
a este fluido se le llama lodo de perforación.
Para transmitir la rotación hasta la broca se necesita un sistema en superficie que
puede ser: Top Drive ó Kelly y Mesa rotaria.
3.1 Top Drive:
Este sistema es costoso pero
eficaz en la perforación. Las
conexiones son mas rápidas (3
juntas de tubería) y con seguridad;
pueden perforar un pozo con menos
riesgo de pega, por cuanto se puede
circular al estar en un viaje de
tubería.
SISTEMA DE TOP DRIVE
MESA
ROTARIA
KELLY DRIVE
BUSHING
KELLY
MASTER
BUSHING
El Top Drive Corre por unos
rieles que van adheridos a la
torre y está enganchado al
bloque viajero del equipo.
Tiene una llave de apriete
para conectar, desconectar y
torquear las conexiones de las
juntas de la sarta.
3.2 Kelly y Mesa Rotaria:
La kelly es un sistema tubular
pesado que generalmente tiene
cuatro o seis lados. Se mueve a
través del Drive Kelly Bushing, el
cual se acopla al Master Bushing
y se mueve por intermedio de la
rotaria, haciendo girar la sarta.
KELLY
CUADRADA
KELLY
HEXAGONAL
DRILL PIPE
HEAVY WATE
DRILL PIPE
DRILL COLLAR
ESTABILIZADOR
CROSS OVER
En la gráfica se observan una
kelly cuadrada (izquierda) y
una kelly hexagonal (derecha).
3.3 Tubos de Perforación:
También reciben el nombre de
―DRILL PIPE‖ en inglés. Son tubos
de acero, livianos pero resistentes
y van en la parte superior de una
sarta de perforación, conectados a
la kelly o top drive. Son
encargados de transmitir el
movimiento al resto del
ensamblaje de perforación.
La tubería de perforación se clasifica de acuerdo a su diámetro, grado, peso y
longitud.
CAJA Y PIN
BOX (CAJA) PIN
RANGOS DE LONGITUD
RANGO Longitud en pies Longitud en metros
R 1 18 - 22 5.5 – 6.7
R 2 27 - 30 8.2 – 9.1
R3 38 – 45 11.6 – 13.7
El mas usado es el R – 2. La
tubería de perforación puede ir
desde 2 3/8‖ y 4.85 Lb/ft (libras
por pie) hasta 6 5/8‖ y 27.7 Lb/ft
(libras por pie). Su grado de
resistencia esta dada por:
E – 75; X – 95; G – 105; S – 135;
Estos son libras de resistencia a
la tensión por cada grado de tubería. Así, el S – 135 es el más resistente a la
tensión.
La tubería de perforación se conecta por medio de conexiones roscadas en cada
extremo, las cuales son hembra y macho. Su tamaño varía de acuerdo a la
especificación del tubo; estas conexiones son llamadas también ―TOOL JOINT‖.
HEAVY WATE
DRILL PIPE
SPIRAL HEAVY
WATE DRILL
PIPE
CONVENCIONAL
HEAVY WATE
DRILL PIPE
WEAR PAD
(AMORTIGUADOR
DE DESGASTE)
3.4 Heavy Wate Drill Pipe:
Son tubos de pared más gruesa
que los drill pipe y sus tool
joint son más largos. Van
conectados debajo de la
tubería de perforación y
encima de los DRILL COLLAR
(botellas de perforación); su
función es reducir la fatiga en
los Drill Pipe, mantenerlos en
tensión y aportar algo de peso
a la broca, principalmente en
huecos direccionales de alto
ángulo.
La mayor longitud de los tool joint, permiten mantener alejado el cuerpo del Heavy
Wate de las paredes del hueco; igualmente el ―WEAR PAD‖ o amortiguador de
desgaste, mantiene la parte media alejada del hueco.
Una variación es la Spiral Heavy Wate (Heavy Wate espiral); la cual consta de una
franja helicoidal que recorre todo el cuerpo del tubo. Esta característica hace
SUSTITUTOS DE
ROSCA
que una pequeña parte del cuerpo de la Spiral Heavy Wate toque el hueco del pozo,
reduciendo el área de contacto y previniendo pegas. No tienen WEAR PAD
(amortiguador de desgaste central).
3.5 Drill Collar (Botellas de Perforación):
Son tubos de pared muy gruesa, muy pesados, los cuales dan peso a la broca. Son
montados sobre la broca o cerca de la broca (encima del motor de fondo). Su
diámetro va desde 3‖ y 650 libras hasta 12‖ y 11500 libras. Su longitud mas usual
es de 30’ a 31’. Pueden ser Drill Collar espiraladas o lisas; las primeras se usan para
reducir la probabilidad de pega, debido a su baja área de contacto con las paredes
del pozo.
3.6 Cross Over Subs (sustitutos de rosca):
Se usan para conectar tubos
(Heavy Wate, Drill Collar,
Drill pipe) de diferentes
diámetros y tipos de rosca.
Cuentan con conexiones
roscadas especiales macho y
hembra (pin y box); Cada
equipo cuenta con gran
variedad de estos.
ESTABILIZADOR
CUCHILLA
HEAVY WATE DRILL
PIPE
SUSTITUTO
DE ROSCA
DRILL
COLLAR
ESTABILIZADOR
BIT (BROCA)
3.7 Estabilizadores:
Se ubican en el fondo de la
sarta cerca de la broca, sirven
para mantener la dirección del
hueco, la forma del hueco y
mantener separadas las Drill
Collars, de las paredes del
hueco.
3.8 Bottom Hole Assembly
(BHA, ensamblaje de fondo de pozo):
Es la parte inferior de la sarta de
perforación, debajo de la tubería de
perforación. Sus componentes son:
Broca, Sustitutos, Drill Collar,
estabilizadores y Heavy Wate;
pueden haber otros componentes,
pero esto depende de las
formaciones que se vayan a perforar
y al programa pozo.
BROCAS DE CONOS BROCA DE DIENTES
BROCA DE INSERTOS
CONOS
3.9 Pipe Racks (Burros de tubería):
Debido a la corrosión que se causaría si se dejaran los tubos en el suelo, se deben
usar los Pipe Racks o burros de tubería para almacenarlos antes de meterlos al
hueco. Adicionalmente, allí se pueden practicar las labores de inspección.
3.10 Brocas (Bit):
Se conectan en la parte inferior de la sarta de perforación y es la que corta las
rocas. Se clasifican en dos tipos:
3.10.1 Brocas Tricónicas;
Estas constan de tres
conos, que giran con la
broca y hacen la
función de corte; Sus
tamaños oscilan entre
2‖ y 36‖ de diámetro.
Las brocas tricónicas
se dividen en dos
clases:
De dientes; Son mas baratas y se usan para yacimientos blandos. Sus dientes
son en acero.
BROCA DE CORTADORES
FIJOS
P D C DE DIAMANTES
DE CORAZONAMIENTO
De insertos de carburo de Tungsteno; Son costosas, tienen mayor resistencia a
la abrasión y se usan en formaciones medias a extremadamente duras.
3.10.2 Brocas Fijas, sin partes móviles;
Como su nombre lo
indica, no tiene ninguna
parte móvil y gira con
la sarta o sola, cuando
está conectada a un
motor de fondo. Se
clasifican en tres:
PDC (Polycristalyne
Diamond Compact,
Diamante policristalino compactado); Costosas, larga vida de uso, perfora
formaciones medias a duras. Los cortadores son embebidos en la matriz de las
aletas.
De Diamante; Los cortadores son diamantes artificiales empotrados en la
matriz de la broca y su corte es por desgaste de la formación. Son mas
costosas que las PDC, pero ofrecen gran tiempo de uso.
De Corazonamiento (Core); O sacanúcleos. Se usa cuando se necesita una
muestra de la formación que está perforando, para estudios de presión y otras
propiedades fisicoquímicas. Está fabricada como una broca PDC o de
Diamantes, la diferencia radica en que posee un hueco central por donde va
entrando el núcleo que se está cortando. Esta broca es acoplada a un barril, que
es donde se va almacenando el corazón o núcleo.
3.11 Drilling Jars (Martillos de Perforación):
Se ubica en la parte alta del BHA (ensamblaje de fondo del pozo) y se utiliza para
trabajar la sarta en caso de pegas de tubería. Su funcionamiento puede ser
mecánico o hidráulico y se activa halando la sarta ( en caso de pega bajando) o
descargándola (en caso de pega subiendo); al activarse el martillo da una patada en
la dirección que se esté trabajando.
YACIMIENTO
4. TIPOS DE POZOS Y HERRAMIENTAS DIRECCIONALES
4.1 Measurement While Drilling (MWD, Medidas mientras se perfora);
Es una herramienta que se ubica cerca de la broca y la cual proporciona los
parámetros de perforación en fondo. Esta toma los datos del fondo del pozo y los
transmite, por medio del lodo, a superficie, en donde son registrados y analizados.
Cuando se trabaja con motor de fondo, el MWD se instala encima de él y lleva la
información de dirección y ángulo del pozo.
4.2 Motor de fondo:
Es una herramienta que provee movilidad a la broca para la perforación,
manteniendo la sarta quieta; además, permite trabajar la orientación del pozo.
Este trabaja por medio de diferencia de presión, que se produce por el paso de
lodo a través de la tubería de perforación y las restricciones del motor, generando
torque que hace girar la broca.
4 Pozos direccionales;
Son pozos no verticales, que
se perforan debido a
imposibilidad de alcanzar el
yacimiento directamente
debajo de donde está el
equipo perforando, por
SEGMENTO HORIZONTAL DEL POZO
YACIMIENTO
POZO HORIZONTAL
dificultades topográficas, por explorar desde un mismo punto varias direcciones.
4.4 Pozos Horizontales;
Son pozos que tienen una
sección completamente
horizontal (la zona
productora); estos pozos
pueden ser profundos o
someros y la longitud de la
zona horizontal puede ser de
cientos a miles de pies. Para
estas operaciones se necesitan equipos especiales en superficie y en fondo,
además de una constante vigilancia de los parámetros de perforación.
SWIVEL Y
MANGUERA
DE LODO
MANGUERA
DE LODO SWIVEL
SWIVEL
WASH PIPE
SELLO
INFERIOR
SELLO
RADIAL
5 EQUIPOS DE ROTACIÓN Y LEVANTAMIENTO.
5.1 Swivel (Equipo Giratorio);
Es la encargada de permitir el movimiento
giratorio de la kelly y la sarta, manteniendo
el bloque y ella misma quieta. El paso de
lodo se realiza a través de ella; este llega
por la manguera (rotary hose), pasa al
cuello de ganso y swivel para finalizar en la
kelly y sarta de perforación. La swivel
cuenta con equipo que se llama WASH
PIPE (tubo de desgaste), por el cual
atraviesa el lodo para llegar a la kelly y
sarta de perforación. Las capacidades de
carga estática pueden oscilar entre 150
toneladas hasta 1250 toneladas.
5.2 Torres y Mástiles de Perforación;
MAST
IL
MASTIL
AUTOTRANSPORTABLE
Normalmente la torre de perforación está atornillada sin interrupciones y tiene
cuatro pilares, muchas vigas y travesaños. Los mástiles se levantan
independientemente, como una pieza única y habitualmente se montan sobre
transportes para facilitar su movilización y manejo.
Se distinguen tres tipos de mástiles:
Mástil telescópico Mástil Plegable
Mástil Voladizo
Generalmente, la altura de las torres
MASTIL MASTIL
CAMINADERO DE
LA CORONA CORONA
POLEAS DE
LA CORONA
y mástiles oscila entre 100 ft. y 160 ft; soportan cargas desde 275 000 libras
hasta 3’250 000 libras. La altura debe ser tal que permita la maniobra del bloque
viajero para sacar las paradas de tubería a la torre.
5.3 Crown Block (corona);
Es el andamiaje superior de la torre en
donde se sitúan las poleas. Por allí pasa el
cable de perforación (drilling line) y
permite el movimiento del bloque viajero;
de acuerdo al número de vueltas de la línea
de perforación en las poleas y el bloque
viajero, así mismo será la capacidad de
carga.
5.4 Monkey Board (Plataforma del Encuellador);
Es la plataforma de trabajo del encuellador, en la cual se acomodan las paradas de
tubería que salen del hueco en cada viaje de tubería. Consta de unos trinchos que
es de donde se aseguran los tubos. Generalmente se habla de paradas de 2 o 3
tubos.
TRABAJADERO AUXILIAR O
STABBING BOARD
LA ALTURA DEL
STABBING BOARD
ES AJUSTABLE
RAMPA
PLANCHADA
SUBESTRUCTURA
5.5 Stabbing Board (Trabajadero auxiliar);
Es similar al Monkey board, pero es mas
pequeña, va sobre la torre a unos 30 ó 40
ft de altura y se usa para dirigir la
tubería de revestimiento, cuando se
corre este. Generalmente, este trabajo
lo realiza el encuellador del equipo, o una
persona que viene con la cuadrilla de
bajada de revestimiento.
5.6 Subestructura, Planchada (cat walk), Rampa (pipe ramp) y Puerta en
“V” (“V” door);
Se le denomina subestructura al
conjunto de vigas resistentes que
soportan el mástil o torre, equipo de
rotación y tubería de trabajo
(perforación, producción u otro tipo).
Debe ser lo suficientemente alta para
poder ubicar debajo el conjunto de preventoras (BOP´s).
PUERTA EN ―V‖ O
―V‖ DOOR
La tubería de trabajo y el equipo utilizado se eleva desde la planchada (cat walk),
pasando por la rampa (pipe ramp) y la puerta en V (―V‖ door), hasta la mesa.
6 HERRAMIENTAS MANUALES
Las herramientas manuales se usan para operaciones como:
Hacer conexiones (tubería, D.C, H.W, X.O, Subs, etc).
Hacer viajes de tubería.
Para estos trabajos se necesitan:
Elevadores de tubería.
Cuñas (slips).
Llaves de potencia
(Tongs).
Llaves para roscar
(Power Tongs).
Llaves neumáticas (Spinning Wrench).
Cabecegatos (Cat heads).
Kelly Spinner.
Rat Hole (hueco para la funda de la
kelly).
Mouse Hole (Hueco para la funda del
sencillo).
Winche (Air Host).
6.1 CUÑAS MANUALES:
DRILL
COLLAR
Son herramientas de sujeción, de forma
cuneiforme (forma de cuna), que soportan
la carga de la sarta al colocarla sobre ellas.
Estas van ubicadas en la mesa rotaria,
sobre los bushing, directamente en la boca
del pozo. Constan de insertos internas
(muelas), que son los que agarran la tubería. Sus diámetros dependen del diámetro
externo que se maneje en la sarta.
6.2 SAFETY CLAMPS (ABRAZADERA DE SEGURIDAD O COLLARIN):
Son herramientas que se usan en sarta
que tiene elementos que no cuentan con
un cuello. Van entre la cuña y el elevador,
cerca al borde de la caja. Si la sarta
llegara a resbalarse por entre las cuñas,
el Safety Clamp trancaría en la parte superior de estas, no dejándole caer al
hueco.
6.3 CUÑAS Y ARAÑAS (SPIDER):
Cuña para Drill
Pipe
Cuña para Drill Collar
Las cuñas y arañas mantienen en suspensión los tubos
sobre el pozo. Generalmente se usan las arañas
cuando el tamaño del bushing no es compatible con el
tamaño de la tubería de trabajo. Se encuentran
varios tipos de cuñas y arañas:
Para tubería de
perforación.
Para Botellas de
Perforación
Neumáticas para tubería
Araña (spider) neumático
6.4 ELEVADORES:
Los elevadores se enganchan alrededor de la parte
superior de los tubos y así se manipula la sarta,
dentro o fuera del pozo. Estos van acoplados al
gancho por medio de unas conexiones metálicas
llamadas brazos (links). Según el ángulo interno se pueden distinguir de 90º o de
18º.
6.5 SUSTITUTOS DE ELEVACIÓN:
Son auxiliares de elevación, que se ubican en la tubería que no tiene cuello para
enganche del elevador. Pueden tener diferentes tipos de rosca, dependiendo del
que se tenga en la sarta y se esté manejando.
6.6 LLAVES DE POTENCIA (TONGS):
Son grandes llaves articuladas que se usan para apretar y aflojar tubería de la
sarta de perforación. Se usan dos llaves; una que aplica el torque y la otra que
aguanta. Dependiendo de la posición de las llaves, así mismo se aprieta o afloja
(llave derecha arriba e izquierda abajo, aprieta; llave derecha abajo e izquierda
arriba, afloja).
6.7 LLAVE HIDRAULICAS PARA CASING (POWER TONGS):
Son llaves que funcionan hidráulicamente y
se usan para enroscar y apretar casing. Son
rápidas y su giro es uniforme. El torque se
puede ajustar desde la misma llave, a partir
de una válvula.
6.8 LLAVE NEUMÁTICA PARA TUBERIA
(DP, HW):
Consta de unos rodillos giratorios accionados
por aire, los cuales cumplen la función de
enroscar o desenroscar tubería de perforación.
En algunos casos se usa en HW, pero se debe
tener en cuenta que la velocidad de giro de la
llave, puede dañar la rosca de estas.
6.9 KELLY SPINNER:
Es un motor que se ubica debajo
de la swivel y va unido a la kelly;
su función es hacer girar la
kelly, para roscarla o
desenroscarla al tronco de la
sarta o al sencillo que se vaya a
perforar. Su funcionamiento
puede ser hidráulico o neumático.
7. CALCULOS BASICOS EN EL EQUIPO
7.1 AREAS:
Area de un círculo: Pulgadas cuadradas, pies cuadrados, etc.
0.7854 x (Diámetro)2
Area Anular: Pulgadas cuadradas, pies cuadrados, etc.
0.7854 x ( OD2 – ID2)
En donde ID es el diámetro interno y OD es el diámetro externo, dados en
pulgadas o pies.
7.2 CAPACIDAD:
Tanques Rectangulares:
Capacidad (bbl/inch) = (Longitud x Ancho)/67.38
Longitud y Ancho en pies.
Tanques Circulares:
Capacidad (bbl/inch) = (Diámetro)2/85.8
Diámetro en pies.
Tuberías:
Capacidad (bbl/ft) = (Diámetro)2/1029.4
Diámetro en pulgadas (inch).
Anular de Tuberías:
Capacidad (bbl/ft) = (OD2 – ID2)/1029.4
En donde ID es el diámetro interno y OD es el diámetro externo, dados en
pulgadas.
7.3 VOLUMEN:
Volumen = capacidad x Longitud
Volumen = capacidad x Ancho
Volumen = capacidad x Profundidad
7.4 DESPLAZAMIENTO DEL ACERO:
(Bbl/pie) Acero = Peso en el aire (Lb/ft)/2745
(Bbl) Acero = 0.000367 X ft de tubería
7.5 FACTOR DE BOYANCIA:
Peso en el fluido = Factor de Boyancia x Peso en el aire de la sarta
Factor de Boyancia = 1 – (Peso de lodo/65.44)
El factor de boyancia to tiene unidades.
7.6 SISTEMA DE CIRCULACION:
Tiempo Fondos Arriba:
(min)= Volumen anular (bbls)/Capac. de la bomba (bbls/min)
Tiempo desde Superficie a la Broca:
(min) = Volumen sarta (bbls) / Capac. bomba (bbls/min)
Circulación completa del hueco :
(min) = (Vol. Anular (bbl) + Vol. Interno (bbl))/Capac. bomba (bbl/min)
Capacidad de la bomba:
bbl/min = (bbl/stroke) x (strokes /min)
galones/min = (bbl/stroke) x (strokes /min) x (42 galones/bbl)
bbl/stk = D2 x 0.000243 x L x Eficiencia. Para bombas triples.
Donde; D, es diámetro de liner en pulgadas.
L, es longitud de recorrido del pistón, en pulgadas.
bbl/stk = 0.000162 x [(2x D2) - r2 x Eficiencia. Bombas duplex.
Donde; D, es diámetro de liner en pulgadas.
L, es longitud de recorrido del pistón, en pulgadas.
r, es diámetro de la barra del pistón, en pulgadas.
7.6 PRESION:
Presión de lodo (psi) = 0.052 x Peso de lodo (ppg) x profundidad (ft)
Gradiente de lodo (psi/ft) = 0.052 x Peso de lodo (ppg)
7.7 FACTORES DE CONVERSION:
UNIDAD EQUIVALE A:
1 BBL 42 GALONES
5.6146 PIES CUBICOS
159 LITROS
1 PIE CUBICO 7.48 GALONES
0.178 BBLS
28.32 LITROS
1 GALON 3.79 LITROS
1 CENTIMETRO 0.3937 PULGADAS
0.01 METROS
1 BBL 42 GALONES
5.6146 PIES CUBICOS
159 LITROS
1 PIE CUBICO 7.48 GALONES
0.178 BBLS
28.32 LITROS
1 GALON 3.79 LITROS
1 CENTIMETRO 0.3937 PULGADAS
0.01 METROS
1 LIBRA 16 ONZAS
453.59 GRAMOS
1 ONZA 28.35 GRAMOS
1 P.S.I (POUND SQUARE
INCH) LIBRAS PULGADA
CUADRADA
0.06804 ATMOSFERAS
0.7031 NEWTON
1 TONELADA 1000 KILOGRAMOS
2.205 LIBRAS
