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REPARACION Y TERMINACION

DE POZOS

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Cursos De PetroleoGral Mosconi

CHOKE MANIFOLD

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CHOKE MANIFOLD

El choke manifold, o “manifold de choque”, es un conjunto de válvulas que permiten básicamente la regulación de los caudales de fluidos provenientes del pozo.

Tienen por objeto controlar los fluidos y mantener la presión en el fondo del pozo para facilitar el ahogado del mismo.

Se utilizan también para control y ensayo en algunos casos.

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CHOKE MANIFOLD

Los diseños de los manifold deben responder a ciertas normas básicas para facilitar la operación:

• Deben permitir una línea directa desde el pozo al campo (flare line), o línea de venteo directa

• Deben permitir una línea al desgasificador primario o atmosférico

• Deben permitir una línea al campo, regulada por los chokes (estranguladores)

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CHOKE MANIFOLD : RP53

Los esquemas de diseño están regulados por la RP53, que recomienda ciertas configuraciones de acuerdo a las presiones nominales de TODO EL ESQUEMA DE LA BOCA DE POZO.

La norma API RP 53 , es de “prácticas recomendadas”, solamente es eso, una recomendación, pero es conveniente su aplicación para encuadrarse dentro de un esquema operativo.

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La norma separa tres esquemas básicos de configuración de los CHOKE MANIFOLD según las presiones: • 2.000 - 3.000 psi• 5.000 psi• 10.000 psi y presiones superiores

VEAMOS LAS CONFIGURACIONES SUGERIDAS:

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Para 2.000 y 3.000 psi:

• VALVULAS SIMPLES

• CHOKES MANUALES

• DIAMETRO MINIMO DE 2” PARA LOS CHOKES.

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Para 5.000 psi:

• VALVULAS SIMPLES AGUAS ARRIBA DE LOS CHOKES -(Se estila duplicar las válvulas, aunque la norma no lo exige)

• CHOKES MANUALES O HIDRAULICO REMOTO.

• DIAMETRO MINIMO DE 2” PARA LOS CHOKES.

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CHOKE MANIFOLD

Presión en dirección inversa

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CHOKE MANIFOLD

Presión en dirección

Presión en dirección inversa

inversa

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CHOKE MANIFOLD :

Chiksan, uniones dobles y Válvulas Flex no son admitidas por RP 53

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CHOKE MANIFOLD :

Cambios de ángulo con codos o curvas de mayor espesor y respetando R/d.

No se admiten soldaduras en ángulo

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CHOKE MANIFOLD :

Actuadores de los chokes en condiciones…

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CHOKE MANIFOLD :

Consolas de chokes en condiciones

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CHOKE MANIFOLD : Test RIESGOS DE TESTEOS SIN INFORMACION

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SEGURIDAD DE OP.

• Verificar la operatividad de TODOS los elementos de choke y kill line, manifold, etc.

• Revisar el funcionamiento de válvulas y chokes periódicamente.

• Efectuar los test de acuerdo a RP 53 o bajo las normas que le indique la Cia.

• Durante las operaciones de testeo, NO DEBE HABER PERSONAL EN EL AREA DE TESTEO, a distancias y posiciones peligrosas.

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SEGURIDAD DE OP.

• VERIFICAR EL CUMPLIMIENTO DEL MANTENIMIENTO DE VALVULAS Y CHOKES, ENGRASE, LAVADO FINAL, ETC.

• (Esto le evitara pérdidas de tiempo en la operación, y lo mas importante: EL RIESGO DE ACCIDENTES MATERIALES Y PERSONALES)

• VERIFICAR QUE SE INSPECCIONEN LAS LINEAS Y CHOKES SEGÚN LOS

PROGRAMAS DE INSPECCION.

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CORONAS Y GANCHOS

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CORONAS

Las coronas de los equipos son el conjunto que, con el aparejo, permiten el movimiento de los tubulares en el pozo.

El conjunto de poleas de coronas y aparejos, conforman un sistema denominado aparejo factorial.

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SISTEMA CORONA APAREJO

PMS

Peso

PMI 22

CORONAS

BANCADAS : Placas de soporte del eje de la corona

EJES : Ejes de fijación de los rodamientos

RODAMIENTOS: A rodillos, bolillas, cono-cubeta, etc.-Permiten el giro de poleas con fricción muy baja

POLEAS: Permiten el deslizamiento de cables y los mantienen en posición.

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CORONAS

Las coronas pueden tener diversas configuraciones, de acuerdo al equipo, modelo, etc.

Pueden estar armadas en uno o varios ejes, con diversos sistemas de bancadas, tipos de rodamientos, distintos tamaños de poleas, etc.

En general, la última polea, sobre la línea que va al tambor, o línea rápida es de mayor diámetro que las demás

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GANCHOS

Los aparejos complementan el sistema de cable de los equipos con el GANCHO, que permite las operaciones con elementos colgados, tales como la Cabeza de Inyección o las amelas.

Los ganchos son uno de los elementos más solicitados en carga de los equipos.

Soportan grandes cargas dinámicas, fatiga y vibraciones

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GANCHOS

Los ganchos se componen BASICAMENTE de los siguientes elementos:

CUERPO DEL GANCHO, asas y nariz.

ADAPTADOR DEL GANCHO: Vinculación del gancho al aparejo o asas, o pernos.

EJE DEL GANCHO: Permite el giro del gancho.

SISTEMAS DE AMORTIGUACION: Resortes y otros sistemas de amort. Hidráulica.

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GANCHOS: PARTES

Latch o cierre

ASAS Limite de desgaste

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GANCHOS: VINCULACIÓN

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TRANSMISION

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CUADROS Y TRANSMISIONES

Los cuadros de los equipos funcionan en base a transmisiones desde el/los motores primarios (mecánicos o eléctricos) hasta el eje del tambor.

Una transmisión típica, esquematizada es la siguiente:

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La mayoría de las trasmisiones se hacen a través de cadenas, simples a séxtuples, de distintas medidas.

Los acoples de las trasmisiones se hacen por embragues, tanto frontales (Twin disk) o embragues tipo campana.

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FRENOS

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Frenos mecánicos

Cintas

Lebus

Campanas

Sist. Freno

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Frenos mecánicos

Campanas Guía Lebus

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Frenos mecánicos

Los sistemas de frenos mecánicos son similares en la mayoría de los cuadros, con variaciones de diseño y mejora según el fabricante.

Fundamentalmente están compuestos de:

• Campanas de freno

• Cintas de freno

• Sistemas de accionamiento y varillaje 36

Frenos mecánicos

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Frenos mecánicos: Campanas

Las cintas de freno abrazan las campanas, produciendo sobre éstas fricción contra los ferodos o tacos, y logran así el frenado.

Por la fricción levantan temperatura, y por eso deben ser refrigeradas, normalmente con agua, o con mezclas anticorrosivas.

El enfriamiento violento de una campana recalentada provoca contracción brusca y fisuras, superficiales o profundas.

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Frenos mecánicos : Campanas

Las campanas de freno se pueden refrigerar por goteo, o por una cámara interna de circulación de agua.

En cualquiera de los casos, el espesor de la campana debe ser medido, para determinar si excede lo recomendado, pues puede producirse una pinchadura o una fisura más violenta.

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Frenos mecánicos

Los frenos mecánicos se deben inspeccionar periódicamente para determinar:

• Estado de las cintas, en particular por corrosión y fisuras en las zonas de agujeros de fijación de tacos y PRINCIPALMENTE en la zona donde se suelda la zapata o anclaje de la articulación con el sistema del balancín.

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Frenos mecánicos

• Estado de todos los componentes del sistema de accionamiento o varillaje.

• Juegos excesivos, fisuras, etc.

• Inspección con ultrasonido, para determinar el espesor de las campanas, fisuras o craqueo por cristalización.

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Frenos mecánicos

Las fallas más comunes son:

ROTURA DE CINTAS Por fatiga o mal soldadas, se cortan en el punto de flexión más solicitado, que es la zona de la soldadura de la zapata de anclaje.

ES UNA FALLA RIESGOSA Lamentablemente solo detectable por una inspección con partículas. PINCHADURA DE CAMPANA: Por desgaste en la pared se produce la pinchadura y fuga de agua de refrigeración

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Frenos mecánicos

Las fallas más comunes son:

DISMINUCIÓN DEL FRENADO: Por cristalización o calentamiento de los tacos, por mala refrigeración o mal material de los tacos.

Por mal registro del sistema de freno.

ES UNA FALLA RIESGOSA. No operar en estas condiciones.

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Frenos hidromáticos

DISMINUCIÓN DEL FRENADO:

Por disminución de las paredes de rotor y estator por corrosión, o por mal registro del sistema de alimentación de agua, falta de agua de alimentación, etc.

ES UNA FALLA RIESGOSA. No operar en estas condiciones si el freno auxiliar no funciona.

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SISTEMAS DE FIN DE CARRERA

FALLAS DE ACCIONAMIENTO:

Por mal registro de los sensores o por fallas de funcionamiento en cualquiera de las válvulas.

ES UNA FALLA GRAVE y RIESGOSA. No operar en estas condiciones si el sistema de bloqueo del aparejo no funciona correctamente.

CHEQUEAR EN CADA OPERACIÓN.

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SEGURIDAD DE OPERACIÓN

• VERIFICAR LA INSPECCIÓN DEL SISTEMA DE FRENOS.

• VERIFICAR EL ESTADO DE LAS CAMPANAS, POR RAYADURAS O CANALETAS GRANDES (a veces producidas por los tornillos de ajuste de tacos a cintas)

• VERIFICAR ESTADO DE LOS TACOS.

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SEGURIDAD DE OPERACIÓN

• VERIFICAR el funcionamiento de los sistemas de freno adicionales.

• VERIFICAR EL FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE FIN DE CARRERA DE APAREJO Y LA DISTANCIA A LA CORONA.

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ESLINGAS Y CABLES

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CABLES PARA ESLINGAS

ALMA ACERO O ALMA TEXTIL

6X19 6X36

Más duro Más flexible

Configuración SEALE o W.SMayor resistencia a la tracción 49

COEFICIENTE DE SEGURIDAD:

Es el factor de seguridad que se toma para diseñar la eslinga o para verificar qué peso se puede izar con ella.

COEF. SEGURIDAD = 5 (=mult. x 0.20)

En caso de verificar, dividir la resistencia del cable por 5(cinco), (o multiplicar por 0.20= 1/5)

En caso de diseño, multiplicar la carga por 5

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ARMADO DE LOS EXTREMOS

El armado de los extremos de la eslinga tiene gran importancia porque según la conformación del extremo, se afecta la tensión máxima de la eslinga de otro coeficiente, llamado:

"COEFICIENTE DE EFICIENCIA" que puede disminuir la máxima carga.

LAS FORMAS DE TERMINACION PUEDEN SER:

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LOS COEFICIENTES SON:

Terminales emplomados

Terminales prensados

Ojales con manguito Variable según Southwest

wire ropes:

Hasta 1" 100% 1" - 1 ¼ " - Alma acero 95%

Alma textil 92.5%

1 ¼" - 1 7/8" Alma acero 95.5%

Alma textil 90%

Mayor 2" Alma acero 90%

Alma textil 87.5%

100% = 1

100% = 1

100% = 1

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• Terminales acuñados (según diseño) 70-90%

• Ojales con grampas 80%-90%(según el diám. del cable, a mayor diám., menor eficiencia)

• Nudos 50%Recomendación: no utilizar esta forma

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FORMAS DE USO DE ESLINGAS

FORMAS MAS COMUNES DE USO DE LAS ESLINGAS PARA IZAJE:

1.- Una eslinga en nudo corredizo

2.- Una o dos eslingas verticales

3.- Una o dos eslingas en ángulo

De acuerdo a la forma en que se use la eslinga, también se ve afectada su resistencia o capacidad de carga por un tercer coeficiente:

“ COEFICIENTE USO” 56


EN RESUMEN: Hay 3 factores a tener en cuenta:

1.- Factor de seguridad cable: igual a 5

2.- Factor de eficiencia: es funcion de la forma y accesorios de los extremos de la eslinga

3.- Factor de uso: es función del modo en que se utiliza la eslinga.

Estos factores están tabulados, es decir que hay tablas o gráficos donde, según el diámetro del cable, la forma de los extremos y el modo de uso, se saca directamente la capacidad de carga de la eslinga.

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TENER EN CUENTA:

Cuando se tiene una eslinga ya construida, y se quiere calcular la máxima carga que se le puede aplicar, los factores deben MULTIPLICARSE por la capacidad del cable (como son menores que el valor 1, disminuyen la capacidad de carga)

Cuando se diseña una eslinga para construirla, los valores deben DIVIDIR el peso a levantar, para así llegar a una resistencia, y por ende a un diámetro de cable MAYOR.

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Los ángulos que figuran acá son entre eslingas, equivalentes al doble del ángulo con la vertical.

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USO DE ESLINGAS: Ejemplo

Tener en cuenta que esta tabla es para un Ce del 100% ( terminales, manguitos, etc).

Por tanto, si multiplicamos 13.318 X 0,85 ya que es una eslinga con extremos engrampados, nos da un valor de carga máxima = 11.320 kg, similar a los 11.800 que calculamos.

La diferencia es de 500 kg, que representa un 4% de carga, que está sobradamente cubierto con el coef. de seguridad del cable de 5.

Normalmente va a haber diferencias entre las tablas y un cálculo, porque puede ser que se tomen valores distintos aunque similares de cargas de rotura o por redondeo de coeficientes. 60

CUIDADOS y MANTENIMIENTO

CUIDADO Y MANTENIMIENTO DE LAS ESLINGAS

Hay varios puntos principales a tener en cuenta:

1.- Llevar registro de las eslingas: Identificacion, Capacidad de carga, Fecha instalación, etc). Ver planilla en tool box.

2.- Almacenamiento:

• Mantener las eslingas en lugares donde no sea factible que sufra daños con otros elementos.

• Mantener las eslingas limpias y engrasadas.

• Evitar tener eslingas en piso, húmedas o sucias (Corrosión)

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CUIDADOS y MANTENIMIENTO

3.- Evitar las torceduras o acodados graves

4.- Utilizar grilletes en el izaje, evitando el corredizo -(disminuye la vida útil )

5.- Usar la eslinga apropiada para cada carga, evitando usar eslingas sobredimensionadas, que dificultan la carga y se terminan dañando.

6.- Evitar golpes en terminales.

7.- Mantener la identificación de la eslinga visible.

8.- Evitar aplastar la eslinga con la carga, o tirar de la misma para sacarla.

9.- Evitar el contacto angular de la eslinga con “filos” de la carga. La eslinga debe estar recta. 62

INSPECCION DE LAS ESLINGAS

Deben inspeccionarse en busca de:

- Daños en terminales o extremos

- Daños en los alambres o en torones

- Daños por retorcido o deformación

- Corrosión en el cable

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INSPECCION DE LAS ESLINGAS

1.- Daños en terminales o extremos:

• Inspección con partículas de los terminales.

• Torcedura de los extremos del terminal en los terminales abiertos (G-416)

• Fallas en el “vaciado” con Zinc o resina en el terminal (“chupado”, alambres a la vista, burbujas de aires,etc)

• Daños en los guardacabos, ganchos, etc: (rotura, deformaciones, etc.)

• Grampas flojas : Las eslingas con grampas deben reapretarse, el cable bajo tensión sufre estiramiento, y pierde diámetro, que puede dejar flojas las grampas.

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CABLES: SEGURIDAD DE OPERACIÓN

• Chequear la documentación de las eslingas existentes en el pozo. NO ADMITIR ESLINGAS SIN DOCUMENTACIÓN o SIN IDENTIFICACION.

• VERIFICAR PERIODICAMENTE LAS ESLINGAS PARA VER SI HAY FALLAS, ALAMBRES CORTADOS, ETC.

• VERIFICAR LAS CAPACIDADES DE CARGA, QUE SEAN CORRECTAS PARA EL USO

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CABLES: SEGURIDAD DE OPERACIÓN

• Verificar el estado de los terminales con que están armadas (terminales, guardacabos, etc.)

NO ADMITIR ELEMENTOS DAÑADOS. • NO ADMITIR ESLINGAS “CASERAS” (TRENZADAS O CON NUDOS). • VERIFICAR LAS CAPACIDADES DE LOS GANCHOS Y CADENAS EN ESLINGAS CON ESTAS

TERMINACIONES. 66

MANGUEROTES Y LINEAS

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LINEAS DE ALTA PRESION

En los equipos encontramos varias líneas de alta presión, las cuales deben cumplir ciertos requisitos para operar en condiciones seguras.

1.- Líneas de bombas, manifold y stand pipe

2.- Líneas de ahogue (kill line)

3.- Líneas de choke (choke lines)

4.- Líneas varias: desgasificadores, inyectores, etc.

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Estas líneas, de diámetros variados, deben cumplir INEVITABLEMENTE ciertas condiciones de SEGURIDAD OPERATIVA.

La primera y fundamental condición es estar diseñadas para resistir las presiones de operación.

La segunda condición es cumplir con las especificaciones API sobre extremos y conexiones.

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La tercera condición es cumplir con las inspecciones, según contratos o cláusulas aplicables.

Al respecto:

RECORDAR QUE LAS NORMAS Y PROCEDIMIENTOS DE PETROBRAS habilitan al jefe de departamento a solicitar cualquier inspección no contemplada u especificada

Esto lo deben INFORMAR los Supervisores al Jefe de Área .

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ASTM A 53 determina dos grados de aceros para tuberías, según la composición química, etc.

Grado A - (menor calidad)

Grados B y C - (mayor calidad)

Y dentro de éstas, varios tipos de tensiones de material, las que resultan en distintas PRESIONES DE TRABAJO.

A su vez divididas según el SCH. (peso y espesor) del tubo. ( Sch - XS - XXs, etc.)

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Para verificar una línea, si se desconoce cual es el material, y por tanto la presión de fluencia, puede adoptarse el nivel mínimo de un acero A53 - clase A , sch. 160 , que da un valor de tensión de fluencia de 35.000 psi.

Medir el diámetro, y el espesor por ultrasonido, y aplicar las formulas anteriores. EN EL MANUAL DE SIDERCA (Copia en bloque 1) ESTAN LAS ESPECIFICACIONES DE LOS TUBOS Y en copias están las

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EN LOS EQUIPOS HAY VARIAS LINEAS DE ALTA PRESION:

Línea de bombas, y de stand pipe

Líneas de kill line o de ahogue

Líneas de choke line o de choque

Líneas de jets (embudos, desgasificador)

Líneas de golpeadores o desg. atmosférico

Etc.

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SEGURIDAD de operación

• VERIFICAR SISTEMAS DE SEGURIDAD EN TODAS LAS LINEAS DE ALTA PRESION.

• VERIFICAR INSPECCIONES CON U.SONIDO Y DE SOLDADURAS EN TODAS LAS LINEAS DE ALTA PRESION

• VERIFICAR CONEXIONES FINALES DE LAS LINEAS DE ALTA PRESION.

• ANTE DUDAS EN UNA LINEA (espesor, material de construcción, etc.) SOLICITAR LA VERIFICACION DE LA MISMA. 74

EQUIPAMIENTO DE LOS CIRCUITOS:

MANGUERAS DE ALTA

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MANGUERAS DE AP

Actualmente existen en el mercado mangueras para altas presiones, con presiones de trabajo equivalentes a los tubos de acero.

En los equipos se utilizan para conexiones de alta entre piletas, bombas, líneas de jets, etc

SON UTILES, facilitan el montaje y las conexiones, pero DEBE VERIFICARSE las especificaciones de éstas.

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MANGUERAS DE AP

MANGUERAS CIRCUITOS HIDRAULICOS:

Son las usadas en acumuladores y conexiones a BOP - Deben ser armadas (Lado BOP) para evitar daños mecánicos.

Presiones de trabajo 3000- 5000 psi.

MANGUERAS DE CIRCULACION:

Usadas para circular sin el vástago, presiones de hasta 3000 psi ( Tipo R2 )

Verificar SAE 100 R2- 2” = 1200 psi

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MANGUERAS DE AP

MANGUERAS ROTARY:

Son los maguerotes de bombas y de unión del Stand Pipe - Diseñados para valores de presión de 5.000 y 10.000 psi, con terminales roscados o bridados.

Son armadas interior y exterior (a pedido) En estos debe verificarse el radio de curvatura máximo admisible. Se especifican por su diámetro interno.

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MANGUERAS DE AP Coflexip

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MANGUERAS DE AP

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SEGURIDAD de operación • VERIFICAR TODOS LOS SISTEMAS DE SEGURIDAD Y ANCLAJE DE

MANGUEROTES

• VERIFICAR EL ESTADO DE LAS PROTECCIONES MECANICAS DE LAS MANGUERAS Y DAÑOS VISIBLES.

• EN MANGUERAS DE CHOKE Y BOMBAS, VERIFICAR LOS RADIOS DE CURVATURA ADMITIDOS PARA ESOS DIAMETROS Y EL ESTADO DE LOS TERMINALES.

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VALVULAS Y CHOKES

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VALVULAS DE ALTA PRESION

SELLO METALICO: MANUALES HIDRAULICAS HCR

VALVULAS DE RETENCION

CHOKES: MANUALES H2 Type HIDRAULICOS

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SELLO METALICO - MANUALES

Las válvulas de sello metálico se utilizan en las líneas de alta presión, de control de presión de pozo: líneas de ahogue y de choque, árboles de surgencia, choke manifolds, etc.

Hay varias marcas, modelos , tipos y diseños

Básicamente se agrupan por la presión de trabajo, que en la industria son :

3.000 - 5.000 y 10.000 psi y 15.000 psi 84

SELLO METALICO - MANUALES

CAMERON F

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CAMERON FL

Sello simple : un labio tipo resorte pretensado

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CAMERON FL y FLS

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HCR Vástago cierre manual CAMERON F

Cabezal de cierre manual

Entradas de presión hidráulica

Cabezal sello interior

Vástago de operación y de guía

Cuerpo inferior de empaque vgo. Guía , engrasador e indicador de posición 88

válvulaS DE RETENCION

TIPO MS 89

CHOQUES

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CHOQUES POSITIVOS

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CHOQUES AJUSTABLE

Permite la variación continua del área de estricción y por tanto una regulación continua de la presión y el caudal

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CHOQUES : FUNCIONAMIENTO

Pérdida de presión

Aumento de velocidad

Rec. de presión 9

PRESIONES EN EL CHOKE

La caída de presión provoca cavitación, variación de la temperatura, variación de la

P1

P2

velocidad del gas a velocidad sónica, etc.

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CHOKES HIDRAULICOS

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CHOKES HIDRAULICOS - Cameron

Actuador hid.

Asiento y obturador

9

CHOKES HIDRAULICOS - Swaco

9

SEGURIDAD DE OPERACION

• VERIFICAR EL FUNCIONAMIENTO DE TODAS LAS VÁLVULAS DE ALTA , DEBEN SER SUAVES Y NO “SALTAR” DURANTE LA OPERACIÓN-

• VERIFICAR QUE SEAN ENGRASADAS CON LA GRASA CORRESPONDIENTE…

• TESTEAR TODAS LAS VÁLVULAS DE ACUERDO A NORMAS, EN BAJA Y EN ALTA presión Y BIDIRECCIONAL SI

CORRESPONDE (ver test de manifolds de choque) 98

SEGURIDAD DE OPERACION

• VERIFICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LOS CHOKES, MANUALES E HIDRAULICOS - y EL ESTADO Y CONEXIÓN DE LAS CONSOLAS DE COMANDO.

• Los manuales deben girar suave sin resistencia. Sino hay “falta de grasa” o está la aguja doblada.

• Los choques positivos, deben estar en condiciones para poder cambiar el “beam” rápidamente (roscas, etc.)

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ELEVADORES - Barras de sondeo

- Portamechas

- Casing

- Tubing

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Fuerzas actuantes –H. Recto

EN LOS ELEVADORES DE HOMBRO RECTO, EL PESO DEL TUBULAR SE DESCOMPONE EN DOS ESFUERZOS PARALELOS

NO HAY ESFUERZOS IMPORTANTES QUE TIENDAN A “ABRIR” EL ELEVADOR.

101

Fuerzas actuantes H. Cónico

En los de hombro cónico, por el peso del tubular aparece un esfuerzo axial y uno transversal

La fuerza transversal es la que tiende a “abrir” el elevador

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Elevadores usuales

• Barras de sondeo • Casing • Tubing

Para PM se usan los mismos que para barras, con una cabeza elevadora , o elevadores especiales rectos si se usan PM con receso NO SON LOS DE CASING!

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Barras de sondeo

Según sea el hombro : - Elevadores de hombro recto - Elevadores de hombro cónico

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ELEVADORES DE CASING

• Casing CON CUPLA :

Elevadores de tope o recto

• Casing SIN CUPLA

Elevadores tipo spider

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ELEVADORES DE TUBINGS

• Tubing CON CUPLA


• Tubing SIN CUPLA

Elevadores tipo spider

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Elevadores de barras cónicos:

Las uniones de barras cónicas tienen 18º donde el hombro asienta en el elevador.

Además tienen otro ángulo, llamado de salida, a una conicidad menor.

Además tenemos el diámetro de la barra

Los elevadores deben copiar estos perfiles , teniendo todo en cuenta.

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ELEVADORES DE TUBING

• Tubing con upset o sin upset, con cupla:


TAMBIEN HAY UNA TABLA CON CODIGOS DE DIAMETRO de boca y de recalque.

Tubing sin cupla, se usan los spider, que es un elevador con cuñas igual que las mesas cuñas automáticas - opera reumáticamente o manual.

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ELEVADORES DE PM

• Son similares a los Elevadores de tope o rectos, pero NO SON IGUALES ; TIENEN EN BOCA OTRA SALIDA , NO DEBEN CONFUNDIRSE , ni usarse modificados.

• TAMBIEN HAY UNA TABLA CON CODIGOS DE DIAMETRO de boca y de radios de curvatura para el asiento del diámetro del PM -

NO SE RECOMIENDA SU USO : al gastarse el PM, disminuye el área de asiento en el elevador, y hay riesgo - SE RECOMIENDA USAR LAS CABEZAS ELEVADORAS con el cono similar a las barras o a los tubing en uso en el equipo.

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AMELAS

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AMELAS

• VINCULACION entre el gancho y el elevador.

• Hay varios tipos, diámetros y largos, según sea la necesidad de la operación o del tubular (por ejemplo para entubar suelen usarse amelas que permitan colocar la cabeza de cementación)

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AMELAS

• Deben estar proporcionadas a la capacidad del equipo, al diámetro del asa del gancho y del elevador a usar.

• DEBEN TENER UN LARGO proporcional al mástil , sin perjudicar el manejo del tubular.

• NO DEBEN TENER SOLDADURAS DE NINGUN TIPO.

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TIPOS DE AMELAS

• Básicamente son dos:

• Amelas de un solo ojo : • Son las que tienen la forma de un

eslabón. Suelen ser soldadas, deben evitarse.

• Amelas de doble ojal : Son las mas comunes, con un ojal para las asas del gancho y otro para el elevador.

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TIPOS DE AMELAS

Amelas eslabón

Solían ser soldadas, deben evitarse.

Amelas doble ojal o “weldless” - sin soldar

1

MEDIDAS DE AMELAS La medida útil es la medida “A”, es decir entre asas de gancho y elevador.

Las medida “B” y “F” determina el mínimo tamaño de gancho con que pueden usarse.

Las medidas “K” y “H” determinan el mínimo tamaño de elevador que puede colocarse.

“K” es la medida NOMINAL - Es la que da la capacidad.

1

Que mirar en el equipo

• Verificar la documentación.

• Verificar estado general -(SOLDADURAS y/o AMOLADOS)

• Verificar diámetros de asas, si se ve desgaste, verificar tablas y :

• VERIFICAR QUE DEN LA CAPACIDAD NECESARIA PARA EL EQUIPO.

• Documentar la capacidad si esta disminuida – ES RIESGOSO…. 116

Portamechas

• Tipos y usos• Diagrama de cargas y punto neutro• Medidas nominales• Roscas• BSR (de un PM y de unión de b/s)• Inspección de PM y HW

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PM- Tipos y usos

Lisos y espiralados: • Se usan para dar peso al trépano o fresa• Lisos :Tienen mayor riesgo de pegarse

por presión diferencial en los pozosabiertos cuando hay zonas depletadas

• Con o sin receso para cuñas• Con o sin receso para elevador

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Presión diferencial

• El PM se apoya contra la pared del pozo en una zona donde la presión de formación es menor a la hidrostática (debida a la columna de fluido), y queda “pegado”

Área pegada

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Presión diferencial

Helicoidal: pierde 4- 6% de peso.

El espiralado disminuye el área expuesta a la pared del pozo y la posibilidad de pegarse.

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Diagrama de cargas

• Durante la rotación, aplicando peso a un trepano o fresa , hay una distribución de cargas que va desde la máxima compresión a la máxima tracción en toda la columna. Por lo tanto debe haber un punto neutro.

• Ese punto nunca debe estar ubicado físicamente sobre las barras (que no soportan la compresión)

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Diagrama de cargas MAXIMA TRACCION

Barras

Portamechas 15/25% coef. seg

PUNTO NEUTRO

75/85 % del peso sumergido = 75/85% longitud de PM

MAXIMA COMPRESION 122

Diámetros más comunes

Diámetro

Exterior

Diámetro Interior

Conexión

9 ½” 8 ¼”

3” 3”

7 5/8 6 5/8

Reg Reg

6 ½”

2 13/16”

4 IF =NC46

4 ¾”

2 ¼”

3 ½ IF =NC38

3 ½”

1 ¼”

2 7/8 IF =NC31

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Diámetros y roscas

• Hay una relación ideal entre la resistencia del BOX y del PIN • Esa relación se llama BSR (bending strengh ratio), o relación de resistencia a la flexión • El BSR es un número adimensional que depende de:

- el tipo de rosca - el diámetro externo del BOX - el diámetro interno del PIN

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¿Que es el BSR?

• El BSR es la relación entre el “módulo de resistencia” del BOX dividido el “módulo de resistencia” del PIN, en las secciones mas solicitadas de la rosca.

• Esas secciones son las siguientes: - en el PIN, a ¾” del espejo - en el BOX, justo donde termina el PIN

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Secciones más solicitadas

Medida que Medida que

depende del tipo de rosca

y del diámetro int.

del pin.

Box

Pin

depende del tipo de rosca y del diám. exterior box.

El BSR es sólo una función de los diámetros y del tipo de conexión

1

Cálculo y valores

• Es una formula compleja - Hay tablas y gráficos que dan el BSR - Hay programas que lo calculan

• El valor óptimo es 2.5. • A medida que aumenta, más fuerte es el BOX. • A medida que disminuye, más fuerte es el PIN.

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ID: 213/16” Gráficos

Preferir la unión nueva que tenga más de 2.5, es decir que tienda a hacer un poco más fuerte el BOX

Así queda margen para cuando pierda diámetro exterior

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Que verificar en el pozo

• Que en el pozo haya suficiente columna de portamechas para tener el factor de seguridad, de acuerdo al programa del pozo

• Calcular el peso de PM en el aire, afectar por el factor de flotación y multiplicar x 0.75 (o 0.85) para obtener el máximo peso disponible para aplicar sobre el trépano

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Que verificar en el pozo

• Verificar que los BSR propios de cada portamecha estén en rango

• Verificar, al armar la columna, que las uniones entre PM estén en rango, es decir, calcular el BSR usando el diámetro del PIN del portamecha superior y el BOX del portamechas de abajo.

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VASTAGOS

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Vástagos

Función:

• Permite transmitir el torque a la columna

• Permite circular al conectar la cabeza de inyección a la columna

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Tipos

Hay básicamente 3 tipos de vástagos:

• Cuadrados

• Hexagonales

• Triangulares (threeface). Es el más resistente, pero el mas dañino para el casing y a la boca de pozo.

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Tipos conexión

En un vástago hay 2 tipos de conexión:

• Inferior: debe ser rosca derecha

• Superior: debe ser rosca izquierda

Toda rosca por sobre el nivel de la mesa es izquierda (¡Excepto en los top drive y cabezas hidráulicas!)

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Medidas usuales

• 3” y 3 ½”: cuadrado• 4 ¼”: cuadrado (hexagonal es raro)• 5 ¼”: cuadrado y hexagonal• 6 ¼”: hexagonal

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Largos

El largo de los vástagos se divide en dos:

• Largo total: es el largo entre espejos

• Largo útil: es el largo perforable

EL LARGO ÚTIL NO ES LO MISMO QUE EL LARGO DEL CUADRANTE!

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¿Qué largos son admisibles?

• Largo total: el menor posible según el mástil.

• Largo útil: el menor posible, siempre que se verifique que:

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Tjs

Lv

Lu

Hb

Tji

Hse - Tji- Hbi

Lu

Hse

L

L p

L < Lu = Lv - Tjs - Tji - Hb

Debe considerarse el estiramiento del sondeo. Esto "acorta" el largo útil del vástago

La altura del buje, arriba y debajo de la mesa, "acorta" el largo útil (cuadrante)

Es independiente de la altura de la Subestructura

Veamos un ejemplo

• Largo entre espejos: 10.97 mts (36 ft) • Largo BOX 6 5/8Reg: 0.45 mts ( 1.5 ft) • Largo PIN NC50: 0.45 mts ( 1.5 ft ) • Largo cuadrante: 10.97-0.45-0.45= 10.07 • Con un buje Varco: 0.45 + 0.30= 0.75

• Lu: 10.07 - 0.75 = 9.32 mts (Largo útil) • Si hay barras de L > 9.32, no entra el buje

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Veamos un ejemplo

• Es decir que el largo útil será el necesario para poder agregar el largo de la barra más larga del sondeo • Según el tipo de buje que se utilice es posible variar el largo útil del vástago • Según el peso y estiramiento del sondeo, es posible que la herramienta se “apoye” en el fondo antes de que el buje entre en la mesa!

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Desgastes admisibles

1

LLAVES DE FUERZA (Llaves de torque o llaves

"wilson" ) Y SISTEMAS DE TIRO

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LLAVES DE FUERZA- Torque

• CONCEPTO DE TORQUE DE AJUSTE DE UNA UNION :

- Dar torque a una union entre tubulares, es ajustar esa union, de modo que quede con un sello que mantenga la union operando bajo las especificaciones de diseño .

- Es decir que : - Una vez ajustada, soporten los esfuerzos de tension, torque, estallido y colapso nominales para esa union.

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Torque de ajuste

Un ejemplo tipico, es una union API, entre barras , que luego de ajustada opera bajo tension -Esta tension “estira” los filetes de las roscas, lo que haria que , sin un torque anterior que sellara los espejos, esa rosca, sometida a presion interior fugaria por los espejos y o se produzcan engranes en los espejos. El torque inicial compensa ese efecto, de manera que el sello se mantenga.

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Torquimetro Medicion del torque:

Como vimos se mide en Kg . Mt o en Lbs . Pie , esto es el producto de la fuerza de tiro por la distancia al centro de la llave.

Se mide con un “torquimetro” que es:

Un cilindro con fluido hidraulico , que se comprime con el tiro - Esa presion se lee en un dial calibrado en valores de FUERZA (tiro) o a veces, raramente en valores de TORQUE :

(para esto se debe saber el largo de llave y este debe ser siempre el mismo, es PELIGROSO

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Torquimetro

S

PRESION

P = F / S

F = P x S

S es el area del piston - el area del vastago

F (tiro)

Se mide la presion, en un dial calibrado en FUERZA de tiro, (conocida el area del piston)

A veces se calibra en TORQUE pero: CUIDADO: Para que este

calibrado en torque se debe conocer el largo de la llave, y no pueden

146 cambiarse ¡¡¡¡¡

LLAVES DE FUERZA

Hay varios tipos de llaves, de acuerdo al tubular a ajustar y al torque maximo que permiten. (es decir a la fuerza maxima que soporta el brazo y las mandibulas)

Veamos los componentes de una llave:

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LLAVES DE FUERZA HT14 Colgador

Mandibula larga

Brazo de fuerza

Pernos

Mandibula corta

Cierre

148 Mandibula de cierre

LLAVES DE FUERZA

HT 55

MORDAZAS

Cierre con doble articulacion

M.cierre dentada 149 para regular rango

LLAVES DE FUERZA

La llave funciona con un principio similar al de la llave de cadena, al tirar del brazo, las

articulaciones abrazan el tubular excentricamente (se "acomodan" al diametro )

Las mordazas se hincan y fijan las mandibulas, transmitiendo la el esfuerzo de torque al tubular.

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FIN

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