UNIDAD V
Principales componentes del Equipo de Perforación
IN"#I#$#O #E%NO&ÓGI%O "$PERIOR 'E %O#(%O&%O" 'I)I"IÓN 'E INGENIER* PE#RO&ER
Ingeniería de Perforación de Pozo Unidad V: Principales Componentes del Equipo de Perforación
&$!NO",
GR'O + GR$PO,
)&O" 1OI& %RI"#1IN RO2ER#O )&O" 2$#I"# 2$#I" # & &)RE( 32IO 2IO& & GON(4&E( 1ERN4N'E( E"#E3N* 1ERNN'E( (PIÉN 5E"$" &3RE'O "N#IGO "N#IGO !N$E&
- /'0 %RRER,
Ingeniería Petrolera
Facilitador: Ing. RENÉ GÓNGOR RO!ERO.
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Ingeniería de Perforación de Pozo Unidad V: Principales Componentes del Equipo de Perforación
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Ingeniería Petrolera
Facilitador: Ing. RENÉ GÓNGOR RO!ERO.
ÍNDICE •
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Presentación Introducción 5.1 Sistema de suministro de ener!a. 5." Sistemas de i#a$e. 5.% Sistema de circula circulación. ción. 5.& Sistema rotatorio rotatorio.. 5.5 Sistemas de control. 5.'Sistema de medición de (ar)metr ( ar)metros os de(er*oración. Conclusión +i,liora*!a
IN-/DUCCI0N SIS-EAS +2SIC/S DE3 E4UIP/ DE PEF/ACI0N 3os ' Sistemas m)s im(ortantes en un Eui(o son: 1 Sistema de suministro de ener!a. " Sistemas de i#a$e. % Sistema de circulación. & Sistema rotatorio. 5 Sistemas de control. ' Sistema de medición de (ar)metros de (er*oración. Es necesario conocer estos sistemas (ara nuestra (er*oración 6a ue sin el conocimiento (re7io no sa,r!amos ue 7enta$as nos ,rindan cada sistema. •
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5.1 Sistema de suministro de ener!a. •
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8 Son transmitidas a alunas (artes del eui(o como son: el malacate9 las ,om,as9 el sistema de rotación 6 alunos sistemas auiliares. 8 El sistema de (otencia en un eui(o de (er*oración eneralmente consiste de una *uente (rimaria de (otencia. 8 3a (otencia (rimaria (uede ser transmitida ;acia el eui(o ue la utili#ar) (or medio de los siuientes medios: Sistema Diessel ec)nico ctrico Cd?Cd= Sistema Diessel El>ctrico ca?cd
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@Sistema diessel mec)nico s de con7ertidores de torsión9 Bec;as9 cadenas9 transmisiones9 cu6a eciencia mec)nica (romedio es del '5. @Sistema diessel el>ctrico cd?cd Estos sistemas usan eneradores 6 motores de corriente directa con una eciencia real en con$unto del 5. En este sistema9 la ener!a dis(oni,le se encuentra limitada (or la ra#ón de ue sólo un enerador cd se (uede enla#ar el>ctricamente a un motor cd dando como resultado 19' GP dis(oni,les (ara im(ulsar el malacate. @Sistema Diessel El>ctrico Ca?Cd Est)n com(uestos (or eneradores de ca 6 (or recticadores de corriente directa
Ga6 dos >todos (ara -ransmitir la Potencia Gasta los Com(onentes del Eui(o: -ransmisión ec)nica. -ransmisión El>ctrica. #RN"!I"IÓN !E%4NI%. 8 la transmisión de Ener!a desde la toma de *uer#a del motor diesel de com,ustión interna8 ;asta la Bec;a de entrada de la mauinaria de (er*oración s de con7ertidores de torsión. #RN"!I"IÓN E&É%#RI%. los motores suministran ener!a a randes eneradores ue a su 7es (roducen electricidad ue se transmite (or ca,les ;asta un dis(ositi7o de distri,ución 6 de >ste a los motores el>ctricos ue 7an conectados directamente al eui(o <,om,as9 malacate 6 rotaria=. •
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6.7 "I"#E!" 'E I(5E.
El sistema de i#a$e es un com(onente 7ital de un eui(o de (er*oración. Este sistema suministra un medio (or el cual se da mo7imiento 7ertical a la tu,er!a ue est) dentro del (o#oJ esto es9 ,a$ar 6 sacar la sarta de (er*oración 6 la -.. 3os (rinci(ales com(onentes de este sistema son: •
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)stil 6 su,estructura. El malacate. 3a corona 6 la (olea 7ia$era
5.% Sistema de circulación. a *unción (rinci(al del sistema de circulación9 es la de etraer los recortes de roca del (o#o durante el (roceso de (er*oración. El sistema esta com(uesto (or eui(o su(ercial 6 su, su(ercial. os com(onentes del eui(o su, su(ercial son: 3a tu,er!a de (er*oración9 los lastra ,arrenas9 la ,arrena 6 el mismo (o#o. El eui(o su(ercial esta com(uesto (or: K 3as +om,as K 3as Presas De 3odo
Un Deciente Sistema de Circulación nos Puede /casionar la Siuiente Pro,lem)tica: Deciencia en las ,om,as: 3im(ie#a (o,re del (o#o Disminución en la 7elocidad de (enetración Atra(amiento de la sarta de (er*oración Aumento en la densidad del lodo (or incor(oración de sólidos •
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El Sistema otatorio es el Encarado de Pro(orcionar la Acción de otación a la +arrena Para 4ue ealice la Acción de Per*orar. En la actualidad eisten tres *ormas de a(licar rotación a la ,arrena: el Sistema otatorio Con7encional El Sistema -o( Dri7e otores De Fondo •
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El sistema rotatorio con9encional •
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Este sistema es su(ercial 6 transmite la rotación a la tu,er!a de (er*oración 6 esta a su 7es a la ,arrena. Este sistema esta com(uesto (or: esa rotaria
El sistema #op 'ri9e Este sistema tam,i>n es su(ercial 6 transmite la rotación a la tu,er!a de (er*oración 6 esta a su 7es a la ,arrena. Este sistema esta com(uesto (or: Unión iratoria otor el>ctrico Sistema de *renado Control de torue Control remoto (ara el anc;o V)l7ula de control Ele7ador Al ser un elemento de reciente inno7ación9 su utili#ación es mu6 costosa9 ra#ón (or la cual nicamente se utili#a en: Po#os altamente des7iados Po#os ;ori#ontales Po#os multilaterales Per*oración ,a$o ,alance •
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El "istema !otor 'e 3ondo •
Este sistema es su, su(ercial9 6a ue se instala inmediatamente arri,a de la ,arrena 6 la acción de rotar es enerada (or el Buido de (er*oración
6.: "I"#E! RO##ORIO. el sistema rotatorio en la (er*oracion $uea un (a(el im(ortante a la ;ora de (er*orar un (o#o 6a ue es el (rinci(io ,asico usado el la industria (etrolera. consta de 7arias ;erramientas ue son indis(ensa,les (ara el (roceso tales como: Unión iratoria ell6 +u$e de $unta Mell6 esa rotatoria
Union iratoria. •
Un dis(ositi7o mec)nico ue cuela el (eso de la sarta de (er*oración. Est) diseado (ara (ermitir la rotación de la sarta de (er*oración ue se encuentra de,a$o9 acarreando randes 7olmenes de lodo de (er*oración de alta (resión entre el sistema de circulación del eui(o de (er*oración 6 la sarta de (er*oración.
Mell63a ell6 es una sección tu,ular de sección •
eterior cuadrada o ;eaonal9 (or dentro de la cual el Buido de (er*oración (uede (asar dentro de la tu,er!a de (er*oración. Esta se conecta en la (arte su(erior etrema de la sarta de (er*oración (or medio del saversubo Kelly-sub.Este Rsu,9 im(ide ue esta se desaste con el continuo conectar desconectar de la tu,er!a. 3a ell69 (asa a tra7>s del Kellybushing9 ue a$usta so,re la rotatoria
+u$e de $unta Mell6 •
El ,u$e de rodillos de $unta Mell6 es una ;erramienta escencial (ara los (o#os de (etroleo. Es un tramo de la tu,er!a de *orma cuadrada ;eaonal o trianular9 eneralmente de &(ies de laro9 cu6o o,$eti7o es transmitir el mo7imiento de rotación de la mesa rotatoria ala sarta de (er*oración. A medida ue el ,u$e maestro de la mesa rotatoria ira9 este;ace irar el ,u$e del cuadranteJ como la tu,er!a de (er*oración esta conectada a la ,asedel cuadrante9 esta tam,i>n tiene ue irar. Iualmente9 el cuadrante es (arte delsistema de circulación del Buido de (er*oración
esa rotatoria •
Es una mauinaria sumamente *uerte 6 resistente ue ;ace irar el cuadrante 6 a la sartade (er*oración. Cuando la (er*oración a7an#a9 la mesa rotatoria ira ;acia la derec;aJlueo9 cuando se etrae la tu,er!a del ;o6o9 la mesa sostiene la sarta de (er*oración conlas cuas durante los inter7alos cuando la tu,er!a no esta sus(endida del anc;o.Cuando la mec;a llea al *ondo del ;o6o9 la mesa rotatoria 7uel7e a irar 7ariando su7elocidad entre & a " P.
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3a mesa rotatoria tiene una su(ercie relati7amente (lana 6 lim(ia con una secciónantires,alante (ara me$or seuridad de la cuadrilla de tra,a$o.3os accesorios de la mesa rotatoria (ermitir)n ;acer irar las ;erramientas en el ;o6o 6sostener la sarta de (er*oración mientras se ;acen las coneiones o 7ia$es. Entre ellosest)n: el +u$e de -ransimisión del Cuadrante el cual es un dis(ositi7o ue 7a colocadodirectamente so,re la mesa rotatoria 6 (or medio de la cual (asa el cuadrante.
6.6 "I"#E!" 'E %ON#RO&.
Durante las o(eraciones normales de (er*oración la (resión ;idrost)tica a una (ro*undidad dada e$ercida (or la columna de Buido de (er*oración dentro del (o#o9 de,e su(erar la (resión de los Buidos de la *ormación a esa (ro*undidad. De esta manera se e7ita el Bu$o de estos dentro del (o#o
%on;unto de 2OPs •
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Para e7itar ue ocurran re7entones se utili#a un con$unto de 7)l7ulas (re7entoras <+/Ps= directamente conectado a la ca,e#a del (o#o. Este de,e ser ca(a# de cerrar la ca,e#a del (o#o e7itando ue Buido esca(e a la su(ercie9 de$ar salir Buidos del (o#o ,a$o condiciones controladas seuramente9 ;a,ilitar ue (ueda ser ,om,eado Buido de (er*oración ;acia el (o#o ,a$o condiciones controladas (ara ,alancear las (resiones del (o#o 6 e7itar inBu$o ma6or n con un sistema de cierre ti(o rosca de emerencia. El tamao 6 distri,ución de las +/P ser)n determinados (or los riesos (re7istos9 (or la (rotección reuerida9 tamao 6 ti(o de tu,er!as 6 re7estimientos utili#ados9 etc.
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)4&)$& PRE)EN#OR N$&R, Es un sello re*or#ado de cauc;o o em(aue rodeando el ;ueco del (o#o. Al a(lic)rsele (resión9 este sello se cierra alrededor del tu,o cerrando el es(acio anular. Puede ser a(licada (roresi7amente9 cerr)ndose so,re cualuier tamao o *orma de tu,er!a del (o#o. Sin em,aro esta ca(acidad no llea a cu,rir ;erramientas de (erl irreular como esta,ili#adores9 o (ortamec;as es(iralados. Permite tam,i>n rotación 6 mo7imientos 7erticales lentos de la sarta de (er*oración manteniendo el es(acio anular cerrado. )4&)$&" R!, El cierre de cauc;o es muc;o m)s r!ido ue el de las anteriores 6 cierra solamente alrededor de *ormas (redeterminadas. Válvulas RAM para tubería o revestimiento:
3as caras del em(aue de cauc;o est)n moldeadas (ara cerrar so,re el di)metro eterior dado de una tu,er!a9 cerrando el anular. Si se usa m)s de un di)metro de tu,er!a9 la +/P de,e incluir As (ara cada uno de estos. Válvulas RAM ciegas o de corte (blind RAMs:
Son (ara cerrar com(letamente el (o#o. Si ;a6 aluna tu,er!a9 la a(lastaran 6 cortaran9 al tener instaladas cuc;illas de corte.
%$!$&'ORE", 3as ,otellas de acumulador (ro(orcionan la *orma de uardar ,a$o (resión la totalidad de Buido ;idr)ulico necesario (ara o(erar todos los com(onentes de la +/P 6 e*ectuar r)(idamente los cierres reueridos. Se (ueden conectar entre si (ara suministrar el 7olumen necesario. Son (recaradas con nitróeno com(rimido. Al introducirse el Buido ;idr)ulico (or medio de ,om,as el>ctricas9 el nitróeno se com(rime aumentando su (resión. Para aseurar la o(eración de la 7)l7ula (re7entora se dis(one de 7arias *uentes de Buido a (resión9 (ara el caso de ue aluna *alle9 siem(re de,e ;a,er un res(aldo. PNE& 'E %ON#RO&, De,e ;a,er m)s de un (anel de control9 el (rinci(al estar) u,icado so,re la mesa del taladro9 al alcance del (er*orador. Un (anel auiliar se u,icara en un luar mas seuro (ara el caso en ue el de la mesa *alle o no se (ueda llear ;asta el. Dis(one de indicadores de au$a ue muestran (resiones del sistema9 como las del acumulador9 la del (re7entor anular9 etc. -iene normalmente 7)l7ulas de control (ara a,rir 6 cerrar las (re7entoras9 la l!nea de c;oMe9 la Mill line9 6 una 7)l7ula de control (ara a$ustar la (resión anular.
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'I"#RI2$%IÓN 'E &" R!" EN & 2OP, En eneral9 el (re7entor anular ira en la (arte su(erior de la (re7entora. 3a me$or distri,ución de los ams restantes <,lind As 6 As (ara tu,er!as= de(ender) de las o(eraciones ue sea necesario e*ectuar. &*NE" PR !#R E& PO(O < =I&& &INE">, Se u,ican directamente de,a$o de una o mas As de manera tal ue cuando estas est>n cerradas se (ueda de$ar salir controladamente Buido a (resión n (ermite una 7!a alterna (ara ,om,ear lodo o cemento al (o#o si no es (osi,le circular a tra7>s del Mell6 6 la sarta de (er*oración
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PRE)EN#ORE" IN#ERIORE" 'E RE)EN#ÓN, Dentro del eui(o de +/P ;a6 elementos ue (ueden cerrar el conducto interior de la tu,er!a de (er*oración. Son de dos ti(os (rinci(ales: )?l9ulas manuales de cierre en la super@cie, V)l7ula de seuridad en el Mell6: est) instalada en la sección in*erior del Mell69 ;a6 di*erentes tamaos adecuados (ara cada tu,er!a. =E&&A %O%=, $2I%' EN#RE E& "BI)E& A E& =E&&A. V)l7ula de seuridad: se instala manualmente cuando la tu,er!a de (er*oración esta sostenida en cuas. Permite un cierre r)(ido si comien#a a ;a,er Bu$o durante un 7ia$e 6 el Mell6 est) en el ;ueco de ratón. V)l7ulas de Bu$o unidireccional autom)ticas u,icadas en la tu,er!a de (er*oración: V)l7ula (ara de$ar caer: (uede situarse en cualuier (arte de la tu,er!a donde se ;a6a (uesto (re7iamente un Tsu,T adecuado (ara reci,irla. Cuando se (resenta el rieso de un re7entón9 se ,om,ea la 7)l7ula (or la tu,er!a ;asta el su,9 donde comien#a a (restar su ser7icio continuamente. V)l7ula Botante: se coloca directamente encima del tre(ano9 (ara e7itar el Bu$o (or dentro 6 ;acia arri,a en la tu,er!a de (er*oración9 (ro7ee (rotección instant)nea contra el Bu$o 6 la (resión. %1O=E !NI3O&', Es un arrelo de tu,er!as 6 7)l7ulas es(eciales llamadas c;oMes a tra7>s de las cuales circula el Buido de (er*oración cuando se cierran las (re7entoras (ara controlar (resiones encontradas en la *ormación durante un re7entón.
6.- "I"#E! 'E !E'I%IÓN 'E PR4!E#RO" 'E PER3OR%IÓN. •
El registro de los par?metros de perforación consiste en medir C registrar en función de la profundidadD uno o 9arios 9alores físicos durante la perforaciónD cuCas 9ariaciones dependen del terreno atra9esado , 9elocidad de a9anceD par de rotaciónD presión de agua.
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Estos par?metros litológicos son completados por par?metros que descrien el desarollo del sondeo , empu;eD 9elocidad de rotación de las 9arillas.
TIPOS DE MEDIDAS
3a instrumentación en o,ra manda9 mide 6 reistra de manera sencilla9 a,le 6 (recisa : 3a (ro*undidad. 3a 7elocidad de a7ance. 3a 7elocidad de rotación. El (ar de rotación. 3a (resión so,re la ;erramienta. 3a (resión de retención. 3a (resión 6 el caudal del Buido de in6ección. 3a inclinación e L. 3a 7i,ración. &O" EF$IPO" • • • • • • • •
El 3U-IN9 el &#
&O" "EN"ORE" •
El reistro de los di*erentes (ar)metros se ;ace (or sensores es(ec!cos : el 3H7 6 el 'KJL (ara la (ro*undidad9 el )R7HN (ara la 7elocidad de rotación9 el %-:JJ 6 el %-6J (ara las (resiones de em(u$e9 de in6ección9 de retención9 6 (ara el (ar de rotación9 el I-7J (ara la inclinación9 el )-36J (ara la 7i,ración9 el #6J o el E'1MM (ara el caudal 6 la (resión de aire o Buido de in6ección. &O" "O3#BRE
El (roceso de los datos se reali#a con los so*tOares EEPF9 EG#E o''E). Permiten enerar9 7isuali#ar 6 (resentar sim(lemente los di*erentes (ar)metros reistrados
%ON%&$"IÓN •
3os eui(os de (er*oración son im(resindi,les (ara el desarrollo o(timo de un 6acimiento 6 a su 7e# se a(ro7ec;e al m)imo estos com(onentes (ara o,tener ma6or (roducción de ;idrocar,uro.
