PACKER - EMPACADURA Es un equipo utilizado para sellar el espacio anular existente entre el casing y el tubing.
El propósito es aislar el casing de producciones o presiones altas y fluidos corrosivos. Por esta razón es casi siempre asentado por encima de la formación que se va a producir. Diferentes tipos de packers son usados para aislar múltiples zonas. Hay también packers especiales que son usados para un trabajo específico tales como un squeeze, acidificación, fracturación, etc.
Existen diferentes métodos para asentar los packers. Los mecanismos más comunes de asentamientos son:
1. ASENTAMIENTO HIDRAULICO: Una bola sella cerca del fondo de la tubería previo al aplacamiento de presión. Después que el packer se asienta y la bola sella debido al
bombeo, un ensamblaje de sello es entonces corrido como parta de la sarta de tubería. 2. ASENTAMIENTO MECANICO: El packer conjuntamente con el ensamble sellante, es corrido en la profundidad de asentamiento. Las cuñas superiores son soltadas por
rotación (usualmente a la derecha) de la tubería en un esfuerzo superior entonces se
asentara los elementos del packer y las cuñas inferiores y se va chequeando el peso.
3. ASENTAMIENTO CON CABLE ELECTRICO: Una pequeña carga de corriente eléctrica transmitida a través del cable de acero, inyecta una carga para asentar el packer, paulatinamente incrementamos la presión del gas.
Esta presión provee la fuerza necesaria para asentar el packer. Cuando la fuerza de asentamiento prescrita es aplicada al packer, el perno de alivio en las partes
adaptadoras del wireline y libera el equipo de asentamiento dl packer, permitiendo que sea sacado a superficie.
4. ASENTAMIENTO CON SANDLINE O SLICKLINE: un ensamblaje con asentamiento a presión es instalado en el packer y esto se corre a la profundidad programada. Un
Go-Devil (tipo de herramienta utilizada para que logren hacer “el impacto”) es
instalado en el slickline o sandline e introducido dentro del pozo. La cabeza del GoDevil mecánicamente activa el ensamblaje de asentamiento por el encendido de un
cartucho ciego, detonando el ingiter secundario y la carga de pólvora del ensamblaje de asentamiento.
TENSION (STRETCH) ELASTICIDAD.- Es una propiedad en virtud de la cual un cuerpo recobra su tamaño y forma original, cuando la fuerza que lo deformó deja de actuar.
ESFUERZO.- Es una medida de la fuerza con la que el agente causa una deformación.
Precisamente, si se aplica una fuerza F a una superficie de área A, entonces: Fuerza F Esfuerzo Area A DEFORMACION.- Es la fracción del cambio de forma que resulta de un esfuerzo. Se mide por la relación de cambio de alguna dimensión de un cuerpo con relación a la dimensión original en la cual ocurre el cambio. Cambio en la dim ensión Deformación dim ensión original MODULO DE ELASTICIDAD (E).- Es la relación entre el esfuerzo y la deformación. esfuerzo (lbs / pu lg 2 ) Módulo de elasticidad deformación Un módulo grande significa que se requiere de una presión grande para producir una deformación dada. LIMITE DE ELASTICIDAD.- Es el valor mínimo del esfuerzo requerido para producir una deformación permanente en un cuerpo. Cuando se aplica un esfuerzo que excede este
límite, el cuerpo no regresará a su estado original exacto, después de que se elimina la presión aplicada.
MODULO DE YOUNG (Módulo de Tensión).- Se describe como la elasticidad longitudinal de un material. Supóngase una tubería con una longitud inicial L y su sección
transversal de área A que se alarga y aumenta ΔL bajo una fuerza de elongación aplicada a su extremo. Entonces: Esfuerzo F *L Módulo de Young Deformación A * L Ejercicio Se tiene 3.000 pies de tubería de 2 7/8 (6.4 lbs/pie) con una tensión de 25.000 lbs. Determinar el alargamiento en centímetros.
L
F * L *12 E*A
L
25000 * 3000 *12 30 *10 * (( / 4) * ( 2 7 / 8 2 2. 2 )) 6
Tenemos F=25.000 lbs L=3.000 pies
E=30x106 para el acero OD=2 7/8" ID=
Reemplazando en la ecuación tenemos que L = 16,5 cms Para efectos de rapidez de cálculos hay libros que indican una constante de la tensión
SC en cms/1000lbs/1000pies que está en función del área de la tubería y el módulo de elasticidad del material. 12 SC E*A El número 12 utilizamos para transformar de pulgadas a centímetros. Para este ejercicio tenemos: L = F* L * SC = 25 * 3 * 0.22075 = 16.5 cm. El 0.22075 es encontrado mediante tablas.
DETERMINACION DEL PUNTO LIBRE O PUNTO DE APRISIONAMIENTO (FREE POINT)
L * E * A F *12 Para efectos de rapidez de cálculos utilizamos la constante del punto libre FCP en
L
cms/1000lbs/1000pies que está en función del área de la tubería y el módulo de elasticidad del material. E*A FCP 12 L L * FCP F
EJERCICIO Una empacadura RTTS de 7" está asentada a 15.000 pies en tubería de 2 3/8
,
4,7lbs/pie EUE. Hay indicaciones que el casing ha sido colapsado arriba de la herramienta y esta se encuentra atascada. Determine la profundidad de aprisionamiento.
Levante hasta obtener el peso normal de la tubería, marque la tubería y tensione 20.000 lbs sobre el peso normal de la tubería, se observa que al aplicar esta tensión la tubería se estira 25 pulgadas.
L
25 * 3225.8 4.032 pies 20
MOMENTO DE TORSION El momento de torsión derivado de la acción de una fuerza en torno a un eje, es una
medida de la efectividad de la fuerza para producir una rotación en dicho eje. Se define como el producto de la fuerza y la distancia perpendicular desde el eje de rotación a la línea de la acción de la fuerza, esta distancia perpendicular se llama brazo. Momento de torsión = T = (Fuerza) * (Brazo de la palanca)
Las unidades del momento de tensión son Nw-lbs o lbs-pie
CICLOS DEL MOTOR Para que opere un motor se necesita lo siguiente:
1. Un cilindro se tiene que llenar con mezcla de aire y combustibles. 2. La mezcla tiene que ser comprimida. 3. La mezcla comprimida tiene que inflamarse y explosionar desarrollando potencia para su expansión.
4. Los gases quemados tienen que ser evacuados del interior del cilindro. Empleando la terminología técnica estos tiempos sucesivos se llaman:
Admisión
Compresión
Explosión
Escape
TIPOS DE MOTORES a) Disposición de los cilindros con respecto al cigüeñal: En línea, en V y opuestos. b) Tipo de combustible: Diesel y gasolina. EL MOTOR BASICO Y SUS FUNCIONES a) CULATA O CABEZOTA.- Es la parte de arriba del motor en donde se encuentran alojadas las válvulas y los canalizadores de admisión y escape. El cabezote hace un cierre hermético sobre el bloque de los cilindros por intermedio de un empaque o junta y el cuidadoso apretado de todos los tornillos o espárragos de fijación.
b) VALVULAS.- Son las encargadas de dejar entrar o salir el aire. La mezcla (airecombustible) en el momento preciso. Cada cilindro tiene 2 válvulas: la de admisión y la de escape.
c) ARBOLES DE LEVAS.- El árbol lleva una leva de admisión y otra de escape por cada cilindro, además las varias muñequillas sobre las que gira. El árbol de levas se suele accionar desde el cigüeñal por intermedio de los engranajes de distribución.
d) BLOQUE DE CILINDROS.- Es el soporte principal para los demás componentes básicos del motor. Los cilindros suelen fundirse y mecanizarse en el mismo bloque y puede también ir encamisados en el bloque.
e) CILINDROS.- Es un tubo vacío en el que se aloja un pistón. f) PISTONES.- Cumplen las siguientes funciones: 1. Recibe la fuerza de la combustión 2. Transmite esta fuerza al cigüeñal. 3. Lleva los segmentos o rines que hermetizan y barren el cilindro.
La biela es la que transmite al cigüeñal la fuerza de empuje del pistón.
Los rines cumplen 3 funciones:
1. Hacer un cierre hermético para los gases entre el pistón y el cilindro 2. Ayudan a enfriar el pistón derivando el calor.
3. Barren el aceite de lubricación entre el pistón y la pared del cilindro.
g) CIGÜEÑAL.- Transforma el movimiento de vaivén de los pistones en movimiento rotatorio. Reciben la fuerza desarrollada por todos los pistones para acumularlo en el volante del motor.
h) COJINETES DE BANCADA O PRINCIPALES.- Son los que más se desgastan ya que son utilizados para reducir la fricción.
i) VOLANTE Y DISTRIBUCION.- Cumplen 3 funciones: 1. Almacenar la energía de cada golpe del pistón. 2. La de hacer redondo y uniforme el giro del cigüeñal. 3. La de transmitir la fuerza desarrollada del motor.
SISTEMA DE COMBUSTIBLE DIESEL
La función principal de combustible diesel consiste en inyectar a gran presión pulverizando finalmente una entidad determinada de combustible en cada cilindro del motor en el instante preciso.
En el motor diesel la combustión se produce en el momento en que el combustible se mezcla con el aire caliente por la compresión, por eso no necesita ninguna chispa para inflamar la mezcla, como ocurre con el motor de gasolina.
Los principales componentes del sistema de combustible para diesel son los siguientes: a) Depósito de combustible donde se almacena el Diesel.
b) Bomba de alimentación de combustible: que manda al diesel a la bomba de inyección a través de los filtros.
c) Los filtros de combustible que dejan el Diesel libre de suciedades, elementos extraños y agua; por esta razón los filtros de combustible deben ser drenados cada cierto
tiempo de operación de la máquina con el fin de sacar toda el agua y sedimentos recolectados en la trampa de sedimentación. Es muy importante dar el servicio
adecuado a los filtros ya que los filtros sucios disminuyen la presión del combustible en el sistema provocando el mal funcionamiento del mismo. Además si llegan a pasar
elementos extraños hacia la bomba de inyección o hacia los inyectores pueden dañarse seriamente ocasionando el mal funcionamiento de los mismos.
d) La bomba de inyección que dosifica el combustible y lo inyecta a presión en los cilindros en el momento preciso.
e) Los inyectores que pulverizan finalmente el combustible al inyectarlo en el cilindro. FUNCIONAMIENTO.- El combustible llega por la acción de la gravedad desde el
depósito de la bomba de alimentación. La bomba de alimentación manda el combustible a través de los filtros donde se limpia. El combustible continúa hacia la bomba de inyección que lo distribuye a gran presión a los inyectores. Los inyectores atomizan el combustible y lo pulverizan en la cámara de combustión de cada cilindro. El sistema de inyección de combustible realiza las siguientes funciones: 1. Dosifica el combustible.
2. La inyección está sincronizada. 3. Regula el tiempo de inyección.
4. Pulveriza finalmente el combustible. 5. Distribuye el combustible. COMPONENTES DEL SISTEMA.a) Indicadores del nivel de combustible. b) Tuberías de Combustible
b.1 Alta presión.- Une bomba de inyección con inyectores.
b.2 Media Presión.- Une depósito con bomba de Inyección.
b.3 Baja Presión.- Retorna el combustible sin presión desde inyectores y bomba al depósito.
c) Filtros de combustible d) Cámaras de combustión. SISTEMA DE REFRIGERACION Hace 2 cosas:
1. Impide que el motor se sobrecaliente. 2. Mantiene la Temperatura de trabajo constante.
Si el motor se calienta demasiado podría producirse. 1. Autoencendido 2. Detonación.
3. Picado de las Bielas.
4. Pistones y Válvulas quemadas. 5. Lubricación insuficiente.
TIPOS DE SISTEMAS DE REFRIGERACION. 1. Por aire.
2. Por líquido. PARTES DE SISTEMA DE REFRIGERACION POR LIQUIDO. a) Radiadas
b) Ventiladas. c) Correa de Ventilador. d) Bomba de agua.
e) Mangueras de conexión. f) Termostato.
g) Refrigerante. (generalmente es agua)
FALLAS DE UN MOTOR A DIESEL EL MOTOR NO ARRANCA O TIENE DIFICULTAD.
PROBLEMA
SOLUCION
Falta de combustible o combustible no Llenar el depósito, vaciarlo y llenarlo con adecuado
combustible idóneo.
Agua o suciedad en el combustible.
Revisar el sistema de combustible.
Filtros sucios.
Cambiar o limpiar los filtros
Aire en el sistema de combustible.
Purgar el aire del sistema.
Giro lento del motor de arranque
Cargar o cambiar la batería, revisar el motor de arranque
Voltaje
en
las
resistencias
muy
resistencia rotas o en muy mal estado
bajo Comprobar
con
voltímetro,
comprobar
continuidad o cambiar las resistencias
Inyección retrasada
Poner a punto la bomba de inyección
Bujías incandescentes dañadas.
Cambiar las bujías
Inyectores defectuosos.
Limpiar, reparar, ajustar o cambiar.
EL MOTOR ARRANCA PERO SE VUELVE A PARAR Problemas
de
combustible
suciedad, Revisar el sistema de combustible, purgar el
estrangulación del aire o filtros tapados
PROBLEMA
aire, buscar obstrucciones y limpiar o cambiar los filtros tapados.
FALLOS DE ENCENDIDO
SOLUCION
Agua o suciedad en el combustible
Vaciar y rellenar con combustible limpio
El Diesel contiene gasolina
Vaciar y rellenar con Diesel limpio.
Aire en el sistema de combustible
Purgar el aire del sistema
Inyectores defectuosos
Limpiarlos y probarlos
Bomba de inyección defectuosa
Probar y calibrar la bomba.
Inyectores mal asentados en el cabezote
Reinstalarlos correctamente y apretar los tornillos de sujeción con el par recomendado.
EL MOTOR DESPIDE HUMO NEGRO La bomba suministra mucho diesel
Regular la bomba de inyección
Inyectores defectuosos
Revisar los inyectores y si es necesario
Filtros de aire tapados
Limpiar o cambiar los filtros.
Válvulas defectuosas.
Rectificar los asientos o cambiar las válvulas.
Motor sobrecargado.
Conectar una velocidad menor.
cambiarlos
EL MOTOR DESPIDE HUMO BLANCO Motor muy frío
Calentar el motor EL MOTOR DESPIDE HUMO BLANCO AZULADO
Exceso de aceite lubricante en las cámaras Revisar pistones y segmentos de combustión.
aceite muy alto. EL MOTOR GOLPEA
Bomba de inyección demasiado avanzado.
Poner a punto la bomba.
Cojinetes o casquillos (chaquetas) gastados. Cambiar Tapas de cojinetes flojas
Reapretar las tapas.
Materia extraña en el cilindro
Eliminarle. MOTOR SE SOBRECALIENTA
Tapón del radiador inadecuado
Cambiar el empaque o el tapón
Panal del radiador obstruido
Enderezar las aletas y limpiarlas
Termostato defectuoso
Cambiarlo
Pérdida de líquido refrigerante
Buscar las fugas y corregirlas
Correa del ventilador floja
Ajustarla
Motor sobrecargado
Ajustar la carga
Encendido retrasado
Regular la bomba de inyección
Falta de aceite en el cráter
Rellenar o cambiar de aceite
nivel de
PERDIDA DE POTENCIA Purificador sucio o tapado
Revisar el elemento filtrante
Obstrucción en el sistema de admisión.
Limpiar las mangueras y tuberías
Filtros de combustible tapados.
Revisar los filtros y destapar
Bomba de inyección defectuosa
Repararla
Válvulas flojas o dañadas
Calibrar válvulas o reacondicionarlas
PROBLEMA
SOLUCION
MOTOR CONSUME DEMASIADO ACEITE
Aceite demasiado fluido
Emplear el aceite correcto
Pistones y segmentos gastados
Reparar el motor
Guías de válvulas o retenes gastados.
Cambiar las guías o los retenedores de
Pérdidas exteriores o interiores de aceite
Localizarla y corregirlas
Exceso de velocidad del motor
Regularla según se recomiende.
aceite de los vástagos de la válvula.
PRESION DE ACEITE MUY ALTA Válvula limitadora agarrotada
Limpiarla y ajustarla
PRESION DE ACEITE DEMASIADA BAJA Cojinetes gastados
Cambiar los cojinetes del motor.
Mal asiento de la válvula limitadora.
Cambiar el asiento o la válvula.
Aceite demasiado fluido
Emplear el aceite correcto
Bomba de aceite muy bajo
Repararla
Nivel de aceite muy bajo
Llenar hasta el nivel
Conexiones o empaques que pierden en el Apretar filtro, la bomba o el radiador de aceite
las
conexiones
empaques.
EL MOTOR GIRA VERTIGINOSAMENTE El regulador no funciona
Desmontar y reparar
Embolos de la bomba agarrotados
Reparar la bomba
Cremallera de la bomba atascada.
Reparar la bomba
o
cambiar
los
EL MOTOR SE DETIENE REPENTINAMENTE Falta de combustible
Llenar el depósito.
Aire o agua en el sistema de combustible.
Drenar o vaciar y rellenar el depósito
Tuberías de combustible tapadas.
Revisar y destapar las tuberías
Pérdidas de Compresión
Determinar las causas y repararlas
Recalentamiento del motor.
Inspeccionar el sistema de refrigeración.
DESGASTE EXCESIVO DE LOS CILINDROS Y SEGMENTOS Material abrasivo en el combustible o en el Limpiar los depósitos lubricante Agua en el combustible o en el lubricante
Drenar o vaciar y rellenar el sistema
Filtros de aire sucios
Limpiar o cambiar los mismos
Inyección
sobrecargado.
inadecuada
por
motor Determinar las causas y corregirlas
