1 Sistema Basico de Resistencia

PERFORACIÒN I

INTEGRANTES: 

Luizaga Poquiviqui Yoselin



Ramos Mamani Josué



Tarihuma Villca Jhonny



Veizaga Villanueva Daicy



Ortega Ortega Ruth



Ramos Carrion Lidia



Ordoñes Melchorita



Bellota Victor Angel



Loayza Chriss

Sistema Básico de Resistencia

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PERFORACIÒN I

OBJETIVO.

Proveer una estructura capaz de soportar todas las cargas generadas por el peso de las las herramientas, herramientas, la eficiencia suficiente

y las las

operaciones a realizar en la perforación. 

Dar un ambiente seguro a las personas que trabajan en el equipo, puesto que se trabaja con herramientas de alto peso y el trabajo es muy riesgoso.

INTRODUCCION La perforación de un pozo se realiza mediante la perforación rotaria. La perforación rotaria se define como una acción conjugada entre el efecto de rotación que provee la mesa rotaria y el peso aplicado por un trepano que está conectado a una columna de acero compuesta por tuberías de perforación y portamechas, y todo el equipo que conforma la sarta de perforación. Durante la perforación se realizan varias acciones y trabajos controlados en superficie como ser: El retirar la sarta de perforación, el levantamiento de muestras de testigo, etc. La perforación de pozos de petróleo y gas son realizadas en las más diversas condiciones geológicas y climáticas; las profundidades varían desde varias centenas hasta miles de metros.

DEFINICION El sistema básico de resistencia resistencia forma la estructura y base del equipo de perforación. El sistema básico de resistencia es el equipo compuesto por la torre o mástil, la subestructura y las playas de almacenaje tubular, estos deben tener la capacidad de realizar esfuerzos y trabajos proporcionados por las cargas o Sistema Básico de Resistencia

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PERFORACIÒN I pesos de todas las herramientas de perforación, de manera que permitan una perforación con buenos resultados. Todos los sistemas de perforación necesitan el uso definido de la torre o mástil de perforación para sostener el equipo de perforación en posiciones de trabajo y para suspender el aparejo elevador con el cual se levantan las pesadas herramientas y las columnas de tuberías de revestimiento

PARTES DEL SISTEMA BASICO DE RESISTENCIA 

Torre de Perforación (torre o mástil)



Subestructura



Playas de Almacenaje del Material Tubular


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TORRE O MASTIL DE PERFORACION La

torre de

perforación es una estructura metálica de cuatro lados,

piramidal troncada de sección cuadrada que tiene cuatro pies derechos verticales que forman las esquinas de la estructura, unidas entre sí por una serie de travesaños horizontales y contravientos inclinados. Los cuatro lados de la torre están inclinados en una pendiente de 1 a 5 y 1 a 12 grados, dependiendo de la altura y el tamaño de la parte superior e inferior de la torre. Las torres o mástiles de perforación son utilizados para realizar perforaciones entre 800 y 6000 metros de profundidad en el suelo tanto de pozos de gas,

agua o petróleo, como así también pozos de exploración para analizar la geología y buscar nuevos yacimientos. Inclusive se utilizan para realizar perforaciones de prospección o explotación en minería cuando la profundidad del yacimiento supera los 1500m bajo el nivel de terreno. Cuando las perforaciones se realizan en el mar es aconsejable utilizar torres ya que estas deben desarmadas continuamente, las mismas son montadas sobre barcazas con patas o buques con control activo de su posición respecto del fondo del mar y se denominan Plataformas petrolíferas. Para torres que se van a utilizar en tierra, primero se tiene que montar la subestructura, un armazón de metal que descansa sobre la tierra justo encima del hoyo.


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PERFORACIÒN I TORRE

MASTIL

Los mástiles y las torres tienen que ser lo más fuertes posible y a la vez ser portátiles. Hay que tomar en consideración que en un pozo profundo la sarta de perforación puede pesar hasta 250 toneladas. La mayoría de las perforaciones usan mástiles, aunque todavía existen algunas torres, especialmente en las plataformas marinas que tienen que ser montadas y desmontadas cada vez que se cambien de lugar. Un mástil se pone en posición en una cuna especial en la subestructura. En su posición original el mástil esta horizontal.

Usando el malacate y cable, el mástil se sube poco a poco hasta que llega a su posición final vertical. Sistema Básico de Resistencia

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PERFORACIÒN I Esta operación puede ser difícil. Primero, varias grúas montadas sobre camiones se utilizan para poner el mástil en la cuna. Ya que un mástil puede medir hasta 200 pies (61 m) y pesa muchísimo, y su base tiene que montarse encima de la subestructura, la operación puede ser calculada y coordinada de cerca por los operadores de grúas y los chóferes de camiones. Otra consideración es que hay que tomar precauciones se seguridad cuando se está elevando algo tan pesado como un mástil, para evitar accidentes.

Factores que implican en el diseño de la torre de perforación. 

La carga máxima (esfuerzo) a la que será sometida la torre de perforación.



Se debe tomar en cuenta todas las fuerzas que actuaran sobre la torre de perforación.



El terreno donde se llevara a cabo la perforación.



Del tipo de material disponible y costo para su construcción.


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PERFORACIÒN I

DISEÑO DE LA TORRRE Fuerzas que soporten: 

Carga muerta.- La carga muerta es la fuerza generada por el peso de las herramientas de perforación (la sarta de perforación). Las capacidades de las torres y mástiles en cuanto a peso vertical varían de 0.25 millones hasta 1.5 millones de libras (113,400 a 680,400).



Carga de viento.- Es la fuerza generada por la velocidad del viento al chocar con la torre. La mayoría de las torres y mástiles pueden soportar vientos de 100 a 130 millas por hora (161 a 209 km por hora).



Carga dinámicas (fuerzas combinadas).- Son fuerzas que se originan debido al movimiento generado por los equipos de perforación o por la realización de algunas maniobras de perforación. Por ejemplo la fuerza generada por la fricción al sacar la tubería, o la fuerza generada para sacar una herramienta. Estas fuerzas se suman a la carga muerta de la herramienta

.

Colocación de cimientos. Para distribuir las cargas correctamente y conservar todo el equipo mecánico bien alineado, la torre debe tener una base

rígida. El tamaño de los

cimientos que se van a construir, puede determinase solamente después de una inspección de subsuelo sobre el cual se va a descansar, el terreno aluvial 2

es capaz de soportar una carga de 0,489 kg/cm sin ceder, la arena húmeda 2

2

soporta 0.978 kg/cm , las rocas 14.67 kg/cm . Una vez estimada la carga vertical de la torre y la carga viva; el total se divide en partes igualmente entre los 4 pies derechos de la torre y se construye una base para cada pata.


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PERFORACIÒN I Es importante que los cimientos sean rígidos y resistentes, porque si no puede provocarse una falla en la torre. La mayoría de fallas en la torre es causada por distribución desigual de cargas de los pies derechos. Para pozos profundos se usan cimientos de concreto para la torre de perforación, varia con el tipo de equipo, con el tamaño y peso del equipo que se determina por la profundidad a la cual se propone, perforar por la naturaleza del terreno, carácter del suelo.


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PERFORACIÒN I

PARTES DE UNA TORRE Las partes de la torre son: 

Corona.- Se encuentra ubicada en la parte superior de la torre, en esta corona se encuentran ubicadas las poleas fijas.



Travesaños.- Son partes estructurales que conectan y soportan los 4 pies derechos de la torre.



Contravientos.- Son partes más utilizadas para fortalecer la torre, estos son esfuerzos propios entre los travesaños por lo que la torre debe también diseñarse para soportar vientos de 161 a 209 km/h.



Peine.- Es un apoyo donde se colocan las tuberías para bajarlas al pozo o sacarlas del mismo



Plataforma superior.- La plataforma superior suministra un lugar seguro para trabajar alrededor del caballete porta poleas



Plataforma de trabajo.- Es el área donde se ponen los tubos de perforación y sirve para colocar al obrero encargado para manejarlo cuando se saca o se inserta en el pozo las tuberías.


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PERFORACIÒN I

TIPOS DE TORRES  TORRE EN TIERRA. Una torre de perforación en tierra perfora en tierra.

Son las torres de

perforación más comunes. Estas torres son construidas de diversas formas según a la profundidad a la que se quiere llegar.


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Potencia

Profundidad (pies)

Profundidad (metros)

Potencia ligera

3000

– 5000

1000 – 1500

Potencia mediana

4000

– 10000

1200 – 3000

Potencia pesada

12000 – 16000

3500 – 5000

Potencia Ultra pesada

18000 – 25000

5500 – 7000



TORRES MARINAS.

TORRE SUMERGIBLE. Una torre sumergible tiene un casco sobre el cual flota mientras se traslada hasta el lugar de perforación. Cuando llega al punto, el casco se inunda con agua y se hunde al fondo. Una Torre semisumergible es parecida a la sumergible en que tiene dos cascos sobre los cuales flota hasta el sitio de perforación. Algunas torres como esta son capaces de ser utilizadas como sumergible o semisumergible. La diferencia mayor estriba en que, cuando llega al punto de perforación, los cascos se inundan pero son diseñados de tal manera que no se hunden hasta el fondo. Solamente se hunden poco debajo de la superficie del agua. En realidad, una semisumergible flota, pero no en la superficie del agua. En sitios donde el tiempo puede ser tormentoso, semisumergibles se seleccionan muchas veces por su estabilidad excelente en aguas turbulentas y hondas.

Torre auto elevable. Una torre elevable es construida de tal manera que flote mientras se está llevando al lugar de perforación. Cuando llega al lugar indicado, sus largas Sistema Básico de Resistencia

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PERFORACIÒN I patas se bajan por medio de gatos

hasta que llegan al fondo del mar.

Entonces la plataforma se sube en las mismas patas para que quede encima de la superficie del agua. Las torres elevables están elevadas a aguas no más profundas de 300 pies (91.4 m)

Plataforma marina. Una plataforma marina tiene que construirse y armarse en un sitio conveniente en las aguas sobre el yacimiento. Estas plataformas pueden ser enormes, tan grandes que la mayor parte se construye en tierra firme, y luego se flotan hasta el sitio de perforación


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PERFORACIÒN I

LA SUBESTRUCTURA DEFINICION DE LA SUBESTRUCTURA 

La subestructura es un gran armazón de acero que es ensamblada o armada directamente en el sitio de perforación.



También se encarga de dar los espacios necesarios para los equipos y personal de trabajo bajo el piso de dicha plataforma. Ese espacio necesario variara de acuerdo a la cantidad de personal empleado y el equipo que se esté usando.



La subestructura es capaz de soportar tremendos pesos, incluyendo la torre o mástil, el equipo de izaje, mesa rotaria, sarta de perforación (tuberías de perforación, portamechas), cañerías de revestimiento y además el malacate.

FUNCION DE LA SUBESTRUCCTURA La subestructura debe asentarse sobre cimientos que resistan las cargas a las que será sometida. El concreto juega un papel muy importante ya que tiene que ser con el mejor cemento encontrado. Pero luego el quitarlo es un problema. Por lo cual implica tener un conocimiento adicional sobre la resistencia de los suelos para resistir las cargas requeridas.


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PARTES DE LA SUBESTRUCTURA MESA ROTARIA Es la que le da el nombre de sistema de perforación rotaria, su energía proviene de su propio motor o un sistema eléctrico fuera de la torre. La mesa rotaria gira y se encarga de hacer girar a toda la sarta de perforación, además que puede suspender a las mismas (tuberías, barras pesadas, portamechas, etc.)

MANDO ROTARIO Transmite energía del mecanismo elevador a la mesa rotaria.


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MALACATE O CUADRANTE DE MANIOBRAS El malacate es una pieza de maquinaria grande y pesada. Consiste en un cilindro alrededor del cual el cable llamado cable de perforación o Cable del aparejo se devana. Otra pieza del malacate es el cabezal de fricción que contiene el carretel de desenroscar en un extremo y el de enroscar en la otra. El malacate también contiene otros engranajes, cabezales y transmisiones para cambiar de dirección o de velocidad. El freno principal es otro componente del malacate cuya función es parar el carretel y aguantarlo. Cuando cargas pesadas se están levantando o bajando, el freno principal es asistido por un freno auxiliar hidráulico o eléctrico, también conocido como freno de emergencia, que ayuda a absorber inercia creada por la carga pesada.


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CONSOLADOR DEL PERFORADOR Es el instrumento principal de la perforación rotaria situada normalmente cerca del malacate. La consola es el corazón del sistema de instrumentación del Equipo de perforación. La consola provee al perforador con una amplia vista de lo que está sucediendo. La consola mide normalmente la información que viene de: 

Las bombas de lodo.



Presión de la bomba



Momento de torque de tenazas.



Peso suspendido.



Otros.


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TENAZAS DE ENROSCADO Y DE DESENROSCADO DE LA TUBERIA Son grandes llaves usadas para girar secciones de tuberías, portamechas, cañerías, y otras Herramientas para conectar y desconectar secciones.

HOYO DEL RATON Es un hoyo revestido próximo a la mesa rotaria donde una junta de tuberías es colocada para desconectarla del sistema de perforación.

LA RATONERA Es un hoyo revestido situado cerca de la parte de la torre Mástil, donde el cuadrante (Kelly) es colocado mientras se hace un viaje.


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PERFORACIÒN I CASETA DEL PERFORADOR Es pequeña usada como oficina del perforador y para almacenar carpeta y datos importantes.

RAMPA DE TUBERIAS Es una rampa inclinada donde son colocadas las tuberías antes de alzarlas del suelo del equipo de perforación.

PASILLO DE TUBERIAS No es más que un pasillo entre la tarima para tuberías y la base de rampas; donde están las tuberías antes de ser colocadas en la rampa de tuberías.

GATO HIDRAULICO Usado para realizar conexiones y desconexiones cuando grandes tuberías o portamechas son agregadas al sistema o removidas durante un viaje sobre o fuera del pozo.


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PLAYA DE ALMACENAJE TUBULAR DEFINICION Están conformadas por pequeños armazones hechos preferentemente con material de acero, o puede ser con material de descarte de anteriores perforaciones. Su objetivo es suministrar material tubular necesario durante la perforación del pozo (cañerías de revestimiento, tuberías de perforación, portamechas, etc.). Los tubos deben estar sobre caballetes, no se deben estibar tubos directamente en el suelo, sobre rieles, pisos de acero o concreto. La primera hilera de tubos no debe estar a menos de 46cm del piso de manera que no se vean afectados por humedad en el polvo, en el caso de las aleaciones resistentes a la corrosión si los tubos tienen colocados una cubierta de plástico, se recomienda sacarlos y estibarlos. Cuando se requiera almacenarlos durante periodos prolongados es aconsejable hacerlo en lugares cerrados con circulación de aire para evitar la Sistema Básico de Resistencia

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PERFORACIÒN I condensación del agua. Los tubos deben colocarse sobre soportes adecuadamente espaciados para que no se produzcan flexiones o daños en las roscas. Dichos separadores deben estar sobre un mismo plano razonablemente nivelado y sostenido por bancales apropiados que soporten toda la carga sin hundirse en el caso de aleaciones resistentes a la corrosión los tubos deben apoyarse sobre soporte no metálicos, colocar listones de madera a modo de separadores entre las sucesivas hileras de tubo, de manera que las cùplas no tengan que soportar peso. Es conveniente usar por lo menos tres listones espaciadores .Cuando se utilizan espaciadores de madera en el estibado de tubos CRA (son aleaciones resistentes a la corrosión) se recomienda recubrir con una pintura plástica la parte del tubo que quede en contacto con la madera por lo general la madera contiene cloruros por lo que pueden producirse picaduras. Si se utilizan espaciadores de madera sin la protección de una lámina plástica, el área en contacto deber inspeccionarse periódicamente (2-5% de los tubos todos los meses).

Colocar listones espaciadores en ángulos rectos con respecto a los tubos y directamente encima de los listones y soportes inferiores, para evitar flexiones, hay que asegurare los tubos clavando tacos de madera de 2,5 x 5cm o de 5x5 cm. En ambos extremos de los listones espaciadores. si se usan topes metálicos , es necesario recubrirlos previamente.


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CALCULO DE LA EFICIENCIA DE LA TORRE CALCULO DEL FACTOR EFICIENCIA DE LA TORRE Calcular el factor de eficiencia de la torre compuesta de 5 poleas móviles si se tiene un peso en el gancho de 800000 libras cuando la línea muerta está anclada al frente de este. 

DATOS W=850000 libras # de poleas móviles = 6



Calculo del # de líneas

(n) = # de líneas = # de poleas móviles *2 Sistema Básico de Resistencia

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PERFORACIÒN I (n) = # de líneas = 6*2 = 12 

Eficiencia del # de líneas (e) e = 0,77



Factor de corrección (α)

(α) = n / # de patas ( α ) = 12 / 4 = 3

DATOS # DE LINEAS

EFICIENCIA 6 8 10 12 14


0,874 0,841 0,81 0,77 0,74

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GANCHO

CARGA DE LA TORRE (LIBRAS)

PATA A (LIBRAS)

PATA B (LIBRAS)

PATA C (LIBRAS)

PATA D (LIBRAS)

W

W/# de patas

W/# de patas

W/# de patas

W/# de patas

212500

212500

212500

212500

850000 LINEA

W/(n*e)

W/2(n*e)

W/2(n*e)

VIVA

91991

45996

45996

………….

………….

LINEA

W/n

MUERTA

70833

70833

……………..

………..

………….

SUMA TOTAL

1012824

329329

258496

212500

212500

CONCLUSION El equipo básico de resistencia en la perforación, es el factor más importante que se debe tomar en cuenta ya que es el que se encarga de darnos la completa seguridad de que en el transcurso de la perforación no surja algún problema irreparable que cobre las visas humanas y obligue al perforador abandonar el pozo.


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BIBLIOGRAFIA     

Web- site http://datalog.ab.ca http:// scribd.com/alejamdro_7/d/73064261/57-torres http://www.issou.com htpp://www.iapg.org.ar/seccionalsur/diferencias.pdf htpp://www.iapg.org.ar/seccionalsur/diferencias.pdf


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