528714747.COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACION.pdf

7/26/2019 528714747.COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACION.pdf

1/48

TEM II

2.1. Sistema de Suministro de Energa.2.2. Sistema de Izaje.

2.3. Sistema de Circulacin.

2.4. Sistema Rotatorio.

2.5. Sistema de Control.

2.6. Sistema de Medidor de Parmetros dePerforacin.

Principales Componentes del Equipo de Peroracin

Objetivo: El alumno identificar el funcionamiento einterrelacin de los sistemas que constituyen elequipo de perforacin rotatorio.


2/48

2.1 Sistema de Suministro de Energa

Son transmitidas a algunas partes del equipo como son: elmalacate, las bombas, el sistema de rotacin y algunossistemas auxiliares.

El sistema de potencia en un equipo de perforacingeneralmente consiste de una fuente primaria de potencia.

La potencia primaria puede ser transmitida hacia el equipoque la utilizar por medio de los siguientes medios:

Sist ema Diessel Mecnico (Conv enc ion al).

Sis tem a Diessel Elctr ic o Cd/Cd).

Sis tem a Diessel Elctr ic o ca/cd ).

Altos Requerimientos De Energa


3/48

Sistema diessel mecnico (convencional).

la transmisin de energa se efecta a travs deconvertidores de torsin, flechas, cadenas,transmisiones, cuya eficiencia mecnica promedio esdel 65%.

Sistema diessel elctrico cd/cd

Estos sistemas usan generadores y motores decorriente directa con una eficiencia real en conjunto del

85%. En este sistema, la energa disponible seencuentra limitada por la razn de que slo ungenerador cd se puede enlazar elctricamente a unmotor cd dando como resultado 1,600 HP disponibles

para impulsar el malacate.

2.1 Sis tema de Sum ini str o de En erga


4/48

Sistema Diessel Elctrico Ca/Cd

Estn compuestos por generadores de ca y porrectificadores de corriente directa (SCR). Estossistemas obtienen una eficiencia del 98%, la energadisponible se puede canalizarse parcial y totalmente ala maquinaria que la usar (rotaria, malacate ybombas).

La ventaja de este sistema es que toda la potencia

podra dirigirse o impulsar al malacate teniendo unadisponibilidad de potencia de 2,000 HP.

Estos motores ofrecen una vida ms larga y menorcosto.

2.1 Sis tema de Sum inis tro de En erga


5/48

Hay dos Mtodos para Transmitir la Potencia Hastalos Componentes del Equipo:


Transmisin Mecnica.

Transmisin Elctrica.


6/48

E =Potencia de SalidaPotencia de Entrada

Potencia de Salida

Transmisin Mecnica.-

la transmisin de Energadesde la toma de fuerza del motor

diesel de combustin interna- hasta la flecha de entrada de lamaquinaria de perforacin (malacate, rotatoria y bombas delodo), es atravs de convertidores de torsin:

Flechas Cadenas Ruedas dentadas Poleas Ejes

La eficiencia mecnica anda por el orden del 65%.

El factor de eficiencia (E) describe las prdidas de potencia que

existen desde la fuente primaria hasta el motor y se obtienemediante la siguiente frmula:



7/48

Ventajas sobre las de transmisin mecnica;

No es necesario colocar los generadores y los motoresprimarios adyacentes al equipo, se incrementa laseguridad, se reduce el nivel de ruido y la eficiencia seincrementa de un 85 a un 90%.

Transmisin elctrica.-


los motores suministran energa a grandesgeneradores que a su ves producen electricidad que setransmite por cables hasta un dispositivo dedistribucin y de ste a los motores elctricos que van

conectados directamente al equipo (bombas, malacatey rotaria).


8/48

2.2 Sistema de Izje

Este sistema suministra un medio por el cual seda movimiento vertical a la tubera que estadentro del pozo

Mstil y subestructura

El malacate.

La corona y la polea viajera (sistema de poleas).

El cable de perforacin.

Equipo auxiliar tal como elevadores, gancho, etc.

Aportar los medios para levantar y bajar la sartade perforacin, revestimiento y otros equipossubsuperficiales, para realizar conexiones y

viajes.

Los principales componentes de este sistema son:

Objetivo:


9/48

2.2 Sis tema de Izje

Mstil, Estructura de acero con capacidadpara soportar todas las cargas verticales,cargas excedentes y el empuje por laaccin del viento. La longitud de estos

vara de 24.5 a 57.5 m.

Subestructura. Es el soporte de latorre, Espacio para colocar lospreventores.

Mstil


10/48

2.2 Sis tem a de Izje

Consideraciones para el diseo:

1. El mstil debe soportar conseguridad todas las cargas (jaln)y cargas que excedan la capacidaddel cable.

2. Deber soportar el empuje mximopor la velocidad del viento.

3. La plataforma de trabajo tiene queestar a la altura apropiada para elbuen manejo de la tubera(lingadas).

Mstil


11/48

Malacate

Es el elemento que utiliza la

energa del sistema de potenciapara aplicarle una fuerza al cablede perforacin. Esta provisto deun sistema de frenos paracontrolar las altas cargas y un

sistema de enfriamiento paradisipar el calor generado por lafriccin en las balatas.

TamborFreno

El tambor del malacatetiene un ranurado paraacomodar el cable deperforacin.



12/48

utilizan un freno auxiliar del tipohidromtico, el cual trabajaimpulsando agua en direccinopuesta a la rotacin del tamborprincipal.


usan un freno auxiliar del tipoelectromagntico en el cual se

generan dos campos magnticosopuestos cuya magnitud dependede la velocidad de rotacin.

Los Equipos Elctricos

Los Equipos Mecnicos


13/48

Sistema de Poleas

Es el que une al malacate con la tubera de perforacin orevestimiento y proporciona un medio mecnico para bajar o levantardichas tuberas.

La corona es una seriede poleas fijascolocadas en la parte

superior del mstil.

La polea viajera, comosu nombre lo indica, esde libre movilidad.Tambin se le conocecomo: Block y Gancho.



14/48

La funcin principal del sistema de circulacin, es la de extraer losrecortes de roca del pozo durante el proceso de perforacin.

El sistema esta compuesto por equipo superficial y sub superficial.

Su

bsuperficial

2.3 Sistema de Circulacin


15/48

Los componentes del equipo sub superficial son:

La tubera de perforacin, los lastra barrenas, la barrena y el mismo pozo.


Las Bombas

Las Presas De Lodo (Descarga,

De Asentamiento Y La De

Succin)

El Stand Pipe El Equipo De Control De Slidos

El Desgasificador

Temblorina

El equipo superficial estacompuesto por:

2 3 Si d Ci l i


16/48

Bomba Duplex.-

Estas bombas se caracterizan por estar constituidas de dos pistonesy manejar altos gastos pero baja presin de descarga. Son de doble

accin, o sea que bombean el fluido en los dos sentidos. En laactualidad estas bombas se utilizan en los equipos que reparanpozos en perforacin somera. La presin mxima recomendada detrabajo para estas bombas es de 3,000 lb/pg2.

En La Industria Petrolera Se Utilizan DosTipos De Bombas:


Bomba triplex.-

Estn constituidas por tres pistones de accin simple y se caracterizanpor manejar altas presiones de descarga y altos gastos y son de fcilmantenimiento.

2 3 Si t d Ci l i


17/48

Deficiencia en las bombas:

Limpieza pobre del pozo

Disminucin en la velocidad de

penetracin

Atrapamiento de la sarta de

perforacin

Aumento en la densidad del lodo por

incorporacin de slidos


Un Deficiente Sistema de Circulacin nos PuedeOcasionar la Siguiente Problemtica:

2 3 Si t d Ci l i


18/48

Aumento en la densidad del lodo

Disminucin en la velocidad de penetracin

Aumento en la viscosidad del lodo

Pegaduras por presin diferencial


Sistema inadecuado de eliminador de slidos:

Disminucin en la densidad del lodo

Problema de arrancones (flujos de la formacin)

Inestabilidad del agujero (por baja densidad)

Desgasificador:

2 4 S


19/48

2.4 Sistema Rotatorio

El Sistema Rotatorio es el Encargado de Proporcionar la

Accin de Rotacin a la Barrena Para Que Realice la Accinde Perforar.

En la actualidad existen tres formas de aplicar rotacin a la

barrena:

El Sistema Rotatorio Convencional

El Sistema Top Drive

Motores De Fondo

2 4 Sistema de Rotario


20/48

2.4 Sistemarotatorio

Mesa rotaria

Bujemaestro

Bushing

kelly

Vlvula

seguridad

kelly

Vlvula

seguridad

Unin

giratoria

El sistema rotatorio convencional.-

Este sistema es superficial y transmite la rotacina la tubera de perforacin y esta a su ves a labarrena. Este sistema esta compuesto por:

Mesa rotaria (rotaria)

Buje maestro (buje)

Bushing kelly (bushing)

Kelly (flecha)

Unin giratoria (swivel)

2.4 Sistema de Rotario



21/48

Mesa rotaria.- La funcinprincipal es proporcionar elmovimiento giratorio, que enconjunto con los bujes estransmitido a la flecha, al swivel ya la sarta de perforacin.

La flecha (kelly).- Es un

elemento de acero de formacuadrada y hexagonal que seinstala en la parte superior de latubera de perforacin, en ella seinstalan vlvulas de segurirar enambos extremos para el control deflujos del pozo.

Las flechas estandar miden 12.20m (40 pies) Es el elementoencargado de transmitir la rotacin

hacia la tubera de perforacin,lastrabarrenas y la barrena.

En la parte superior de la flecha seconecta la unin giratoria.

Rotaria

Buje maestro

Bushing

Kelly

Pins




22/48

Unin giratoria (swivel.- Este elementoesta sostenido por la polea viajero (block)y se instala en la parte superior de laflecha. Tiene tres funciones bsicas:

Soportar el peso de la flecha y susaccesorios.

Permite que la flecha gire.

Conecta el sistema de circulacin con elsistema de rotacin.

Provee un sello hermtico permitiendo elbombeo del lodo.

Nota.- En los equipos marinos la polea viajeraesta provista de un compensador queabsorbe los movimientos oscilatoriosascendentes y descendentes de lasplataformas. Estos movimientos varan de 4.5a 7.5 m.




23/48

2. El sistema Top Drive.- Este sistema tambin es superficial y transmite larotacin a la tubera de perforacin y esta a su ves a la barrena. Estesistema esta compuesto por:

Unin giratoria Motor elctrico

Sistema de frenado

Control de torque

Control remoto para el gancho

Vlvula de control

Elevador

Al ser un elemento de recienteinnovacin, su utilizacin es muy

costosa, razn por la cualnicamente se utiliza en:

Pozos altamente desviados

Pozos horizontales

Pozos multilaterales

Perforacin bajo balance




24/48

Elimina dos tercios de las conexiones al perforar con lingadas triples.

Mantiene la orientacin direccional en intervalos de 27 a 29 m, reduce ell

tiempo de supervisin y mejora el control direccional.

Toma ncleos en intervalos de 27 a 29 m.

Mejora la eficiencia de la perforacin bajo balance. Se puede circular y rotar la sarta durante los viajes.

Ayuda en la prevencin de pegaduras.

Mejora la seguridad en el manejo de la tubera.

Altos costos de mantenimiento


Ventajas del uso de un TOP DRIVE:

Desventajas en el uso del TOP DRIVE



25/48

Este sistema es sub superficial, ya que se instalainmediatamente arriba de la barrena y la accin de rotares generada por el fluido de perforacin:


El Sistema Motor De Fondo.-



26/48

Sistema de transmisin de la rotacin.- El sistema de

transmisin de la rotacin de la superficie a la barrena serealiza mediante la sarta de perforacin. La sarta deperforacin esta compuesta por:

Tubera de perforacin (TP).- Es la tubera que seinstala inmediatamente arriba de los lastra barrenas tubera pesada.

Tubera pesada (heavy walled).- Esta tubera se instala

inmediatamente debajo de la tubera de perforacin.Estos pueden ser lisos y helicoidal (ranurado) ayudandoeste ltimo a evitar pegaduras.




27/48

Lastra barrenas (Drill Collar).- Es la tubera que seinstala arriba de la barrena. Son muy pesados y sonlos que proporcionan el peso a la barrena paraperforar, el rango de dimetro de esta herramienta esde 3 a 12 pg, su longitud promedio es de 9.5 m. Aligual que la tubera pesada, existen lastra barrenasliso y en espiral.

Sustitutos.- Son utilizados para unir tubera condiferente rosca

Estabilizadores.- Son instalados entre los lastrabarrenas como proteccin de los mismos y mantienenla direccin de la barrena, algunos son equipadoscon elementos de corte (carburo de tungsteno).


2 5 Sistema de Control


28/48

2.5 Sistemade ControlEl sistema de control tambin es conocido como Conexiones superficialesde controly es el que proporciona la seguridad en el pozo en situaciones deaportacin de fluidos imprevista de las formaciones perforadas.

Existen diferentes tipos de arreglos de lospreventores con Normas API. La clasificacinde los mismos, es en base a la presin quemanejarn, as tenemos:

Clase 2M, Clase 3M, Clase 5M, Clase 10M y15M

Presiones en las Formaciones a

Perforar.

Tipo de Yacimiento

reas (Pobladas, Sensibles, etc.).

Tipo de Equipo de Perforacin (terrestre

o marino)

El arreglo ptimo deber considerar los

siguientes factores:

2.5 Sistema de Con trol


29/48

Anlisis De Un Arreglo De Preventores

1

2

3

4

1) El preventor anular Hydrill, tiene la particularidadde proporcionar un sello hidrulico por el espacio

anular de la tubera de perforacin sin importar eldimetro, su elemento de empaque se ajusta a laforma de la tubera.

2) Es el preventor ciego de corte, este elementocuando es accionado corta la tubera que se

encuentre en ese momento.

3) Es el preventor anular, ya que al accionarlo hace unsello hidrulico.

4) Carrete de control, utilizado para el control del pozo

en caso de presentarse algn brote omanifestacin.

5) rbol de estrangulacin, utilizado para el control delpozo y en las pruebas de produccin.




30/48

Pruebas Hidrulicas.

Pruebas Operativas a los Preventores

Adiestrar al personal para su operacin.

Verificar que las lneas desviadores estn libres.


Se emplea como medio de control del pozo,antes de cementar la tubera de revestimientosuperficial e instalar el conjunto inicial depreventores, con el objetivo de poder manejar losposibles flujos en formaciones someras yderivndolos a sitios de control.

Cuando se instale un sistema desviador se recomienda lo siguiente:

Desviador de flujo (Diverter).-



31/48

S I S T E M A D E C O N T R O L

T E R R E S T R E




32/48

Preventor esfrico 21

2M

Preventor sencillo 21 o 2M Arietes 5 o 4

Carrete de control 21 2M,

Preventor sencillo 21 2M arietes ciegos

Cabezal soldable 20

Carrete espaciador 21 2M

Mltiple deestrangulacin

TR de 20

Brida adaptadora de 20 3M a 21 2M

Arreglo estndar de conexiones superficiales de control para perforacin de pozos dedesarrollo con presiones mximas de 2000 PSI con preventores sencillos



33/48

Arreglo estndar de conexiones superficiales de control para perforacin depozos de desarrollo con presiones mximas de 2000 PSI con posible presencia degas.

Diverter

Preventor esfrico

BOP anular

Carrete de control

Cabezal

BOP anular

Mltiple de

estrangulacin



34/48

Arreglo estndar de conexiones superficiales de control para perforacin depozos de desarrollo y exploratorios con presiones mximas de 5000 psi paraperforar bajo balance.

Cabeza rotatoria

Preventor esfrico

Preventor anular doble

Carrete de control

Preventor anular sencillo

Cabezal

rbol de estrangulacin



35/48

Arreglo estndar de conexiones superficiales de control para perforacin de pozos de desarrolloy exploratorios con presiones mximas de 10,000 PSI para perforar con flujo controlado.

Preventor rotatorio

Preventor esfrico

Preventor anular doble

Carrete de control


Cabezal

rbol de estrangulacin



36/48

S I S T E M A D E C O N T R O L

M A R I N O



37/48

Arreglo estndar de conexiones superficiales de control para perforacin de pozosde desarrollo con presiones mximas de 2000 psi en plataformas fijas yautoelevables.

BOP esfrico 21 1/4

BOP anular sencillo 21 1/4

BOP anular sencillo 21 1/4

Cabezal 20

Carrete de trabajo 21 1/4

Raiser



38/48

Arreglo estndar de conexiones superficiales de control para perforacin de pozos dedesarrollo y exploratorios con presiones mximas de 3000 PSI en plataformas fijas yautoelevables.

Diverter 21 1/4

BOP esfrico de 21 1/4

BOP anular sencillo tipo U21 1/4

Carrete de trabajo 21 1/4

BOP anular sencillo tipo U 21 1/4

Brida adaptadora 2M a 3M

Cabezal 20



39/48

Bop esfrico de 13 5/8

Bop anular doble tipo Ude 13 5/8

Bop anular sencillo tipo U de 13 5/8

Cabezal compacto de 13 3/8 x 9 5/8 x 7 1/16

Cabezal compacto de 20

Arreglo estndar de conexiones superficiales de control para perforacin de pozos dedesarrollo y exploratorios con presiones mximas de 5000 PSI en plataformas fijas yautoelevables.



40/48

Piso depreventores

Piso de produccin

Preventor esfrico16 3/4 5m

Carrete de control16 3/4 5 m

TR de 20

Carrete cabezalde 20 3m x

16 3/4 5m

Preventor sencillo16 3/4 5 m

Arietes 5 o 4

TR de 13 3/8

Preventor doble 16 3/4 5mArietes superior 5 o 41/2

Arietes inferior ciego

Cabezal soldable20 3m

Conductor 30

Lnea deIgualacin

Lnea deU. De alta

Lnea de Matar

Lnea deMatar

Lnea deEstrangulacin

Lnea a temblorina

Lneaal mar

Carrete espaciador16 3/4 5m

Arreglo de conexiones superficiales de control para perforacin de pozos de desarrollocon presiones mximas de 5000 PSI en plataformas fijas y autoelevables para perforarcasquete de gas, bajo balance y con flujo controlado.



41/48

Arreglo estndar de conexiones superficiales de control para perforacin de pozosexploratorios con presiones mximas de 10,000 PSI en plataformas fijas y autoelevablespara perforar casquete de gas

Preventor rotatorio

Bop esfrico de 13 5/8

Preventor anular doble tipo U

Carrete de trabajo


Cabezal

Lnea de matar



42/48

Arreglo estndar de mltiple de estrangulacin para perforacin, terminacin yreparacin terrestre 10,000 PSI

Lnea de estrangularprimaria dimetro

nominal mnimo 3

Lnea de estrangularsecundaria dimetronominal mnimo 3

Estranguladorhidrulico a controlremoto

Estranguladoresajustables manuales

Cmara de expansindimetro mnimo 6

Vlvulas y cuadros de 31/16

10,000 PSI

Lneas de desfogueD.N. mnimo 3

Y para pozos de gas

4

Vlvulas 5000 PSI

Carretes de 3 con

bridas 3 1/16 5000 PSI

A batera de separacin

A quemador

A quemador



43/48

Arreglo estndar de mltiple de estrangulacin para perforacin, terminacin yreparacin en plataformas fijas y autoelevables 10,000 PSI.

El sistema de control de2.5 Sistema de Con trol


44/48

El sistema de control depreventores se puede accionarde dos maneras:

Manual.- Utilizando un volantecon una espiga larga parafacilitar su operacin.

Hidrulicamente.- Elaccionamiento hidrulica se

realiza mediante la Bombakoomey que es la encargadade proporcionar la presinnecesaria para accionar elsistema de cierre o apertura de

los preventores.La bomba koomey tiene dossistemas de control; unoinstalado al lado izquierdo delperforador y el otro en la

misma unidad de la bomba.

2 5 Sistema Medidor de Parmetros de Perforacin


45/48

2.5 Sistema Medidor de Parmetros de Perforacin

La funcin principal de estesistema es la de monitorearen forma contina losparmetros ms importantes

durante la perforacin, paraevitar desviaciones en losprogramas operativos yanomalas que pudieran

ocasionar accidentesdurante la operacin.

Al D E t P t2.5 Sistem a Medidor de Parmetros d e Perforac in


46/48

Profundidad

Velocidad de perforacin

Peso en el ganchoPropiedades de la roca

Direccin y ngulo de laperforacin

Peso sobre la barrenaGasto de bombeo

Potencia de torsin

Velocidad de rotacin (rpm)

Presin de la bomba

Nivel de presas (vol de lodo)

Densidad del lodo

Flujo de salida del lodo

Algunos De Estos Parmetro:

Secuencia de la perforacin


47/48


Mete el 1er tubo Perfora 1er tubo Levanta la flecha



48/48


528714747.COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACION.pdf

Documents

Transcript of 528714747.COMPONENTES DEL EQUIPO DE PERFORACION.pdf